Question

（2012?長寧區(qū)二模）某課外小組研究“影響H₂O₂生成O₂反應(yīng)速率的因素”的課題．通過查閱資料，他們提出如下猜想．
提出猜想：催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂生成O₂的反應(yīng)速率
實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)裝置如圖：
實(shí)驗(yàn)操作：檢查裝置的氣密性良好．將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體．
實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)編號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
反應(yīng)物	5%H2O250mL	5%H2O2 50mL	3%H2O250mL
加入固體	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等體積O2所需時(shí)間	105s	45s	78s

①實(shí)驗(yàn)Ⅱ中加入H₂O₂溶液的體積為

50

mL；
②充分反應(yīng)后，將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中剩余物質(zhì)里的MnO₂提取的方法是

過濾

；
結(jié)論：該探究過程得出的結(jié)論是

使用催化劑和增大雙氧水的濃度都會加快反應(yīng)速率

；
反思：H₂O₂在常溫加入MnO₂后反應(yīng)速率加快．小敏提出，為了更好的證明二氧化錳是否對H₂O₂ 生成O₂的反應(yīng)速率有影響，還應(yīng)該增加一組對比實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)選用的藥品和用量為

50mL5%雙氧水（加催化劑）或50mL5%雙氧水（不加催化劑）

；
實(shí)驗(yàn)拓展：小敏用收集的氣體進(jìn)行氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
①鐵絲在氧氣中燃燒，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+2O₂

點(diǎn)燃

Fe₃O₄

；
②小敏發(fā)現(xiàn)用收集的氣體進(jìn)行鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有產(chǎn)生明顯的火星四射現(xiàn)象．造成這種結(jié)果的可能原因是

收集的氧氣不純．因?yàn)樵诩尤腚p氧水后立即就收集，首先排出的是錐形瓶內(nèi)的空氣，使收集的氣體中氧氣的純度不高，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯

．
興趣實(shí)驗(yàn)：小鳴欲對家中一瓶久置的過氧化氫溶液進(jìn)行研究：
測定該溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．他取出該溶液68g，加入適量二氧化錳，充分反應(yīng)后生成O₂的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖．計(jì)算該過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

3%

（通過化學(xué)方程式計(jì)算）

Answer 1

分析：【實(shí)驗(yàn)記錄】從實(shí)驗(yàn)記錄Ⅰ和Ⅱ中看出若利用相同濃度雙氧水，加入不同物質(zhì)作催化劑時(shí)的情況，表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素，要設(shè)計(jì)合理的對比試驗(yàn)，必須固定一個(gè)量而另一個(gè)量不同來得結(jié)論；
②除了反應(yīng)物的濃度，催化劑對反應(yīng)快慢可能也有影響．設(shè)計(jì)合理的對比試驗(yàn)，利用相同同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)其他條件相同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度的探究．
【實(shí)驗(yàn)拓展】①根據(jù)鐵與氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成四氧化三鐵來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
②根據(jù)氣體收集需要注意事項(xiàng)分析；
【興趣實(shí)驗(yàn)】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答：解：實(shí)驗(yàn)記錄：①、②學(xué)會設(shè)計(jì)合理的對比試驗(yàn)，利用相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)催化劑不同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度快慢的探究，從而得出結(jié)論；
[實(shí)驗(yàn)拓展]①鐵+氧氣

點(diǎn)燃

四氧化三鐵；
②用收集的氣體進(jìn)行鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有產(chǎn)生明顯的火星四射現(xiàn)象．造成這種結(jié)果的可能原因是所收集到的氧氣的不純，含有其他雜質(zhì)氣體；
③根據(jù)圖示所示的生成氧氣的體積計(jì)算所需要的過氧化氫的質(zhì)量，然后求得過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
解：設(shè)需要過氧化氫xmol．
2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑
  2              1
  xmol           0.03mol

2

xmol

=

1

0.03mol

，
解得，x=0.06，
H₂O₂%=

0.06mol×34g/mol

68g

×100%=3%．
故答案為：50；過濾；使用催化劑和增大雙氧水的濃度都會加快反應(yīng)速率；3Fe+2O₂

點(diǎn)燃

Fe₃O₄； 收集的氧氣不純．因?yàn)樵诩尤腚p氧水后立即就收集，首先排出的是錐形瓶內(nèi)的空氣，使收集的氣體中氧氣的純度不高，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯；3%．

點(diǎn)評：本題考查知識點(diǎn)比較多：包括過氧化氫制取氧氣的原理、氧氣的檢驗(yàn)、以及探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)合理的對比試驗(yàn)等內(nèi)容，并且考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力．