Question

3．研究性學習小組選擇“H₂O₂生成O₂的快慢與什么因素有關”的課題進行探究，以下是他們探究的過程：
【假設】H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑種類有關．
實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質量的MnO₂和水泥塊，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需的時間．
【進行實驗】圖丁是他們進行實驗的裝置圖，氣體發生裝置中A儀器的名稱是錐形瓶，此實驗中B處宜采用的氣體收集方法是排水法．
【實驗記錄】

實驗編號	1	2
反應物	5% H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1g二氧化錳
時間	165s	46s

【結論】該探究過程得出的結論是相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關．
【反思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應明顯加快．若要證明MnO₂和水泥塊是該反應的催化劑，還需要增加實驗來驗證它們在化學反應前后的質量和化學性質是否改變．
【實驗拓展】H₂O₂生成O₂的快慢還與哪些因素有關？研究性學習小組進行了更深入的探究：
探究實驗一：濃度對化學反應速率的影響

實驗步驟	現    象	結    論
取一支試管加入3mL5%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳．	緩慢有少量氣泡冒出	濃度越大，過氧化氫分解的速率越快
另取一支試管加入3mL15%的過氧化氫溶液，然后加入少量二氧化錳．	迅速有大量氣泡冒出

請你設計：
實驗用品：試管、燒杯、熱水、冷水、5%過氧化氫溶液、15%過氧化氫溶液
探究實驗二：溫度對化學反應速率的影響

實驗步驟	現    象	結    論
取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有冷水的燒杯中； 取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有熱水的燒杯中	緩慢有少量氣泡冒出； 迅速有大量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大

Answer 1

分析 【進行實驗】根據過氧化氫溶液和二氧化錳混合生成水和氧氣以及氧氣的密度和溶解性選擇收集方法進行解答；
【結    論】根據表中提供的數據可以進行相關方面的判斷；
【反    思】根據催化劑的定義進行反思；
【假    設】可以聯系反應物的濃度對反應速率的影響，利用控制變量法來進行設計實驗．

解答 解：【進行實驗】據圖可知儀器的名稱是錐形瓶；因為排水法容易準確地判斷收集滿氧氣的時間；故填：錐形瓶； 排水法；
【結論】根據控制變量法，分析表中的有關數據，可知分別用1g水泥塊和1gMnO₂做催化劑，來催化反應時所用的時間分別是165s和46s；由此可知，用1gMnO₂做催化劑要比用1g水泥塊做催化劑時，化學反應速率要快．因此，由實驗現象可以得出的實驗結論是：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關．故填：相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關；
【反思】根據催化劑的概念可知，催化劑能改變化學反應的速率，而本身的質量和化學性質在反應前后不改變．故填：質量和化學性質；
探究實驗一、根據實驗現象可以看出，過氧化氫溶液的濃度越大，在放入二氧化錳時反應越迅速，說明濃度越大，過氧化氫分解的速率越快；故答案為：濃度越大，過氧化氫分解的速率越快；
探究實驗二、要探究溫度對化學反應速率的影響，由固定變量可知，該實驗操作是用試管取一定體積和一定濃度的過氧化氫溶液，分別放入盛放冷水和熱水的燒杯中觀察發生的現象，放入冷水中的過氧化氫反應不劇烈，而放入熱水中的過氧化氫反應劇烈，有大量氣泡出現．所以．實驗如下：

實驗步驟	現    象	結    論
取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有冷水的燒杯中	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

故答案為：

實驗步驟	現    象	結    論
取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有冷水的燒杯中	緩慢有少量氣泡冒出	溫度越高，過氧化氫分解的速率越大
取一支試管加入5mL 15%的過氧化氫溶液．然后把試管放入盛有熱水的燒杯中	迅速有大量氣泡冒出

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點評 本題主要考查了收集氣體的方法、催化劑的催化作用及其正確設計實驗方案等方面的內容．可以依據題干提供的信息結合已有的知識進行．