Question

【题目】化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解快慢的因素到底有哪些呢?某化学兴趣小组对此进行如下研究。

（提出问题）影响过氧化氢分解快慢的因素有哪些?

（猜想与假设）假设1:过氧化氢溶液的浓度;

假设2:催化剂的质量;

假设3:温度;

假设4:_______。

（设计实验）小明同学设计如下实验方案进行验证。

序号	H2O2溶液的浓度	H2O2溶液的质量	温度	MnO2的质量	收集O2的体积	时间
①	5%	12 g	20 ℃	0.2 g	125 mL	20 s
②	30%	12 g	20 ℃	0.2 g	125 mL	2 s
③	30%	12 g	40 ℃	无	125 mL	148 s

（1）通过对比实验①和②可知,过氧化氢分解的快慢与_______有关。

（2）在过氧化氢分解前后,二氧化锰的质量和_______不变。

（3）请你写出用二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式:_______。

（讨论交流）（4）小红同学认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是_______。

（5）小辉同学提出小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解快慢的影响,请你帮他说出理由:____。

（拓展延伸）同学们查阅资料得知,FeCl3溶液对过氧化氢分解也有影响。在老师的指导下设计实验继续探究,向两支试管中分别加入等质量、不同浓度的H2O2溶液,再加入等质量、等浓度的FeCl3溶液,分别用气压传感器测定两试管中气体压力的变化曲线,如图1。

（6）为保证实验的准确性,请你设计向两试管中加入FeCl3溶液的具体方法:__。

（7）请你从图2曲线中找出FeCl3溶液对H2O2分解影响的两条规律性结论:__；____。

Answer 1

【答案】催化剂的种类(合理即可) 过氧化氢溶液的浓度 化学性质 2H2O22H2O+O2↑ 排水法能准确测定收集氧气的体积 方案中没有温度不同,其他变量全部相同的对照实验 分别用注射器吸取等量、等浓度的氯化铁溶液,同时注入两支试管中 氯化铁溶液能加快过氧化氢的分解 氯化铁溶液对浓度大的过氧化氢溶液催化效果更好

【解析】

[作出假设]影响过氧化氢溶液分解快慢的因素可能有过氧化氢溶液的浓度、催化剂的质量、催化剂的种类以及温度；

[设计实验]（1）实验①和②中除了过氧化氢溶液的浓度不同以外，其他条件均相同，通过实验数据分析可知，过氧化氢溶液分解的快慢与过氧化氢溶液的浓度
有关系；

（2）二氧化锰在过氧化氢溶液分解中充当催化剂，在反应前后质量和化学性质不变；

（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；反应的化学方程式：2H2O22H2O+O2↑；

[讨论交流]（4）用排水法收集氧气便于观察到氧气是否收集满；

（5）所设计的三组实验中，没有除了温度不同以外，其他条件均相同的对比实验，所以无法验证温度对过氧化氢溶液分解快慢的影响；

[拓展延伸]（6）向试管中加入FeCl3溶液，可以分别用注射器吸取等量、等浓度的FeCl3溶液同时注入两支试管中；

（7）根据曲线可以看出，FeCl3溶液能加快H2O2溶液的分解；FeCl3溶液对浓度大H2O2溶液分解促进效果更好。