Question

18．關(guān)于催化劑有關(guān)問題的探究
（1）小麗同學(xué)欲通過實驗證明“二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑”這一命題．她設(shè)計并完成了如表所示的探究實驗：

1	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實驗一	取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃	過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是慢．	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速復(fù)燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

①請你幫小麗同學(xué)填寫上表中未填完的空格．
②在小麗的探究實驗中，“實驗一”和“實驗二”起的作用是對比（或?qū)φ盏龋��?br />③小英同學(xué)認為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)的“總結(jié)”，她補充設(shè)計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明．
第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是：比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質(zhì)量．
第二方面的實驗是利用“實驗 三”反應(yīng)后試管內(nèi)的剩余物繼續(xù)實驗．接下來的實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論是：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生，說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率（化學(xué)性質(zhì)沒變）．
（2）小紅繼續(xù)對過氧化氫分解生成水和氧氣的實驗條件進行探究．下表是她進行實驗時采集的一組數(shù)據(jù)：
用10mL雙氧水制取150mL氧氣所需的時間（秒）

序號	雙氧水的濃度	30%	15%	10%	5%
1	無催化劑、不加熱	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)
2	無催化劑、加熱	360	480	540	720
3	二氧化錳催化劑、加熱	10	25	60	120

請你分析回答：
①小紅在設(shè)計方案時，考慮了反應(yīng)物的濃度、溫度、催化劑等因素對過氧化氫分解速率的影響．
②通過該實驗可得出的結(jié)論：
ⅰ．反應(yīng)物的濃度越大，過氧化氫分解速率越快；
ⅱ．通過對比第2組和第3組實驗數(shù)據(jù)可知，二氧化錳催化劑可加快分解速率．
ⅲ．溫度越高，過氧化氫分解得越快．

Answer 1

分析 利用催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題．在驗證二氧化錳的催化作用時，可設(shè)計對比實驗，利用對比實驗說明二氧化錳能加快反應(yīng)的速度，且反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變．

解答 解：（1）①只使用過氧化氫溶液能產(chǎn)生氧氣，但是產(chǎn)生氧氣的速度慢，不能使帶火星的木條復(fù)燃；在水中加入二氧化錳不會產(chǎn)生氧氣，在過氧化氫溶液中加入二氧化錳能較快的產(chǎn)生氧氣，從而使帶火星的木條復(fù)燃，故填：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論或總結(jié)
			結(jié)論	總結(jié)
實驗一	取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，伸入帶火星的木條	有氣泡產(chǎn)生，木條不復(fù)燃	過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，但是 慢．	二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	向盛水的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	沒有明顯現(xiàn)象	二氧化錳加入水中不產(chǎn)生氧氣
實驗三	向盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中加入二氧化錳，伸入帶火星的木條	有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條迅速復(fù)燃	二氧化錳能加快過氧化氫的分解

②，“實驗一”和“實驗二”起到了對比的作用，故填：對比（或?qū)φ盏龋��?br /> ③第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，是想比較二氧化錳在過氧化氫分解前后的質(zhì)量是否改變，故填：比較MnO₂在過氧化氫分解前后的質(zhì)量；
第二方面的實驗是利用“實驗 三”反應(yīng)后試管內(nèi)的剩余物繼續(xù)實驗，是想比較二氧化錳在過氧化氫分解前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變，故填：傾倒掉反應(yīng)后的液體，向剩余的固體中重新加入過氧化氫溶液，有大量氣泡產(chǎn)生，說明MnO₂仍然能加快過氧化氫的分解速率（化學(xué)性質(zhì)沒變）；
（2）①根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應(yīng)，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關(guān)；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)；故填：溫度，催化劑；
②分析表中數(shù)據(jù)可以看出，濃度越大，反應(yīng)速率越快，加熱能加快過氧化氫的分解，有催化劑的分解速率快．
實驗1、2說明過氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)；
實驗2、3說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)．
故填：2；3；加快分解速率快；溫度越高，過氧化氫分解得越快．

點評 本題考查的是影響過氧化氫分解速率的因素，難度不大，完成此類題時，分析問題要注意控制變量．