Question

某化學(xué)興趣小組在老師指導(dǎo)下，進(jìn)行了“H₂O₂生成O₂的快慢與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)．請你幫助回答下列問題．（實(shí)驗(yàn)均在20℃室溫下進(jìn)行）
（1）“用過氧化氫和二氧化錳制氧氣”的反應(yīng)方程式為：

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．該操作過程中合理的排列順序是：檢驗(yàn)裝置的氣密性→將水槽中待收集氣體的小試管注滿水→

③

→

①

→

②

（選填序號）．①待有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣         ②旋緊連有導(dǎo)管的單孔膠塞
③向大試管內(nèi)倒入適量過氧化氫再加入少許MnO₂粉末用試管進(jìn)行排水法集氣時(shí)，出現(xiàn)如圖所示的3種操作，其中合理的是

C

．
若要證明MnO₂是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證MnO₂在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和

質(zhì)量

是否改變．
（2）假設(shè)H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑種類有關(guān)．在兩瓶等體積6%的H₂O₂溶液中分別加入相同質(zhì)量MnO₂和紅磚粉，測量各生成一瓶（相同體積）O₂所需要的時(shí)間．記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號	1	2
反應(yīng)物	6% H2O2	6% H2O2
催化劑	1g紅磚粉	1g MnO2
時(shí)間（s）	152	35

由此得出的結(jié)論是

在相同條件下，H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑種類有關(guān)

．
（3）假設(shè)H₂O₂生成O₂的快慢與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H₂O₂溶液有關(guān)．
在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H₂O₂溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號	1	2	3
H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)	5%	10%	20%
MnO2粉末用量（g）	0.2
收集到500mL氣體時(shí)所用時(shí)間（s）	205	80	9
反應(yīng)后溶液的溫度（℃）	39	56	67

從實(shí)驗(yàn)中得知該反應(yīng)是個(gè)

放熱

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”），反應(yīng)隨H₂O₂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加反應(yīng)后液體溫度逐漸

升高

（填“升高”或“降低”）．H₂O₂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是怎樣影響反應(yīng)快慢？

在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快

．
（4）還有哪些因素可能影響該反應(yīng)快慢？
請說出你的一個(gè)猜想：

其他條件不變時(shí)，改變此反應(yīng)的溫度，可影響此反應(yīng)的速率

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)用雙氧水制取氧氣裝置的連接順序回答，注意要先檢查氣密性，再裝藥品；雙氧水的濃度不同，反應(yīng)速率不同、以及氧氣的收集方法排水法及彎管伸入試管內(nèi)的注意事項(xiàng)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)控制變量法，分析表中的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)前后的溫度可知該反應(yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)以及在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)溫度可能影響該反應(yīng)快慢進(jìn)行解答．

解答：解：（1）用過氧化氫和二氧化錳制氧氣生成水和氧氣，反應(yīng)的反應(yīng)方程式為2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑； 該操作過程中合理的排列順序是：檢驗(yàn)裝置的氣密性→將水槽中待收集氣體的小試管注滿水→向大試管內(nèi)倒入適量過氧化氫再加入少許MnO₂粉末→待有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣→旋緊連有導(dǎo)管的單孔膠塞
；用排水法收集氧氣，伸入試管內(nèi)的彎管不易太長，否則收集不滿試管，故選C；若要證明MnO₂是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證MnO₂在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量是否改變；
（2）根據(jù)控制變量法，分析表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知分別用1g紅磚粉和1gMnO₂做催化劑，來催化反應(yīng)時(shí)所用的時(shí)間分別是152s和35s；由此可知，用1gMnO₂做催化劑要比用1g紅磚粉做催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率要快．因此，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)；
（3）反應(yīng)前后的溫度可知該反應(yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)；反應(yīng)隨H₂O₂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加反應(yīng)后液體溫度逐漸升高；在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快；
（4）溫度也可能影響該反應(yīng)快慢，所以其他條件不變時(shí)，改變此反應(yīng)的溫度，可影響此反應(yīng)的速率．
故答案為：（1）2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑；③②①；C 質(zhì)量；
（2）在相同條件下，H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑種類有關(guān)；
（3）放熱；升高；在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，反應(yīng)速率越快；
（4）其他條件不變時(shí)，改變此反應(yīng)的溫度，可影響此反應(yīng)的速率．

點(diǎn)評：解答本題時(shí)要充分理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．