Question

某化學興趣小組在老師指導下，進行了“H₂O₂生成O₂的快慢與什么因素有關”的實驗．請你幫助回答下列問題．（實驗均在20℃室溫下進行）
（1）“用過氧化氫和二氧化錳制氧氣”的反應方程式為：

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

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

③

→

①

→

②

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

C

．
若要證明MnO₂是該反應的催化劑，還需要增加實驗來驗證MnO₂在反應前后的化學性質和

質量

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

實驗編號	1	2
反應物	6% H2O2	6% H2O2
催化劑	1g紅磚粉	1g MnO2
時間（s）	152	35

由此得出的結論是

在相同條件下，H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑種類有關

．
（3）假設H₂O₂生成O₂的快慢與不同質量分數的H₂O₂溶液有關．
在不同質量分數的H₂O₂溶液進行實驗．記錄數據如下：

實驗編號	1	2	3
H2O2溶液的溶質質量分數	5%	10%	20%
MnO2粉末用量（g）	0.2
收集到500mL氣體時所用時間（s）	205	80	9
反應后溶液的溫度（℃）	39	56	67

從實驗中得知該反應是個

放熱

反應（填“放熱”或“吸熱”），反應隨H₂O₂溶液的質量分數的增加反應后液體溫度逐漸

升高

（填“升高”或“降低”）．H₂O₂溶液的質量分數是怎樣影響反應快慢？

在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質的質量分數越大，反應速率越快

．
（4）還有哪些因素可能影響該反應快慢？
請說出你的一個猜想：

其他條件不變時，改變此反應的溫度，可影響此反應的速率

．

Answer 1

分析：（1）根據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，反應速率不同、以及氧氣的收集方法排水法及彎管伸入試管內的注意事項進行解答；
（2）根據控制變量法，分析表中的有關數據進行解答；
（3）根據反應前后的溫度可知該反應是個放熱反應以及在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質的質量分數越大，反應速率越快進行解答；
（4）根據溫度可能影響該反應快慢進行解答．

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

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑； 該操作過程中合理的排列順序是：檢驗裝置的氣密性→將水槽中待收集氣體的小試管注滿水→向大試管內倒入適量過氧化氫再加入少許MnO₂粉末→待有連續穩定氣泡再排水集氣→旋緊連有導管的單孔膠塞
；用排水法收集氧氣，伸入試管內的彎管不易太長，否則收集不滿試管，故選C；若要證明MnO₂是該反應的催化劑，還需要增加實驗來驗證MnO₂在反應前后的化學性質和質量是否改變；
（2）根據控制變量法，分析表中的有關數據，可知分別用1g紅磚粉和1gMnO₂做催化劑，來催化反應時所用的時間分別是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，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；
（3）反應前后的溫度可知該反應是個放熱反應；反應隨H₂O₂溶液的質量分數的增加反應后液體溫度逐漸升高；在相同條件下，過氧化氫溶液中溶質的質量分數越大，反應速率越快；
（4）溫度也可能影響該反應快慢，所以其他條件不變時，改變此反應的溫度，可影響此反應的速率．
故答案為：（1）2H₂O₂ 

MnO2  .

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

點評：解答本題時要充分理解影響化學反應速率的因素，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．