Question

19．研究性学习小组选择“过氧化氢生成氧气的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂的种类有关．
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入相同质量的二氧化锰和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间．
【进行实验】
如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器的名称是锥形瓶，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法．
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	5%过氧化氢溶液	5%过氧化氢溶液
催化剂	1g水泥块	1g二氧化锰
时间	165s	46s

【结论】该探究过程得出的结论是相同条件下，H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关．
【反思】过氧化氢在常温下分解缓慢，若要证明二氧化锰和水泥块是该反应的催化剂，还需增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变．
小邵同学打算自己探究一下二氧化锰在分解过氧化氢时所起的作用，但手边没有现成的二氧化锰药品，只有高锰酸钾、30%的过氧化氢溶液、木条、水、火柴，其他仪器可任选．
（1）若要得到二氧化锰粉末，反应原理是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化学方程式表示）．
（2）他设计了以下三组实验探究二氧化锰在较低的温度下对分解过氧化氢的反应是否有催化作用：①在第1支试管中加入5mL30%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，看木条是否复燃；②…；③在第3支试管中加入5mL30%的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃．你认为小明设计的第2组实验过程是在第二支试管加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃．
（3）③中有氧气放出，小明认为③中有氧气放出是因为二氧化锰与过氧化氢发生了反应，请你帮他设计一个实验来说明二氧化锰没有和过氧化氢发生反应，只是反应的催化剂．将反应后所得固体过滤，洗涤，然后再将所得的固体加入盛双氧水的试管中，然后在试管口处，放一带火星的木条，观察木条复燃，说明二氧化锰没有跟双氧水发生反应，只是改变反应速率．

Answer 1

分析 [进行实验]根据图形填写仪器名称；根据氧气的溶解性选择收集方法；
[结论]从探究过程中收集相同体积氧气的时间测定，反映了不同物质作催化剂时的情况，表明影响化学反应速率的催化剂因素；
[反思]要证明是催化剂还应证明反应前后物质的质量和化学性质不变；
（1）根据高锰酸钾受热分解生成二氧化锰进行解答；
（2）通过对比试验可以得出结论，也易于得出结论，可以比较实验①③得出实验②的操作；
（3）可以设计实验来检验二氧化锰的化学性质和质量都没有改变．

解答 解：[进行实验]仪器的名称为锥形瓶，因为需要观察收集一瓶气体所用的时间，用排水法更好一些，故答案为：锥形瓶；排水法；
[结论]由表中数据可知，相同条件下H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关，故答案为：相同条件下，H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关；
[反思]催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，故答案为：质量；化学性质；
（1）高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）通过对比试验可以得出结论，也易于得出结论，可以比较实验①③得出实验②的操作：在第二支试管加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃；故填：在第二支试管加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃；
（3）可以设计实验来检验二氧化锰的化学性质和质量都没有改变，所以实验来说明二氧化锰没有和过氧化氢发生反应，只是反应的催化剂的方法：将反应后所得固体过滤，洗涤，然后再将所得的固体加入盛双氧水的试管中，然后在试管口处，放一带火星的木条，观察木条复燃，说明二氧化锰没有跟双氧水发生反应，只是改变反应速率．故填：将反应后所得固体过滤，洗涤，然后再将所得的固体加入盛双氧水的试管中，然后在试管口处，放一带火星的木条，观察木条复燃，说明二氧化锰没有跟双氧水发生反应，只是改变反应速率．

点评 本题考查知识点比较多：包括过氧化氢制取氧气装置的使用，氧气的收集，以及探究影响化学反应速率的因素等内容，并且考查学生分析问题和解决问题的能力．