Question

某科学兴趣小组的同学在学习用过氧化氢溶液制取氧气的过程中，进行了以下实验，请你参与探究：

【探究课题】二氧化锰催化过氧化氢分解的探究。

【提出问题】……

【设计实验方案】

（1）选择装置并检查气密性。

（2）称取0.1 g二氧化锰加入容器中。

（3）量取50 mL溶质质量分数为1%的过氧化氢溶液加入容器中，记录一定时间内收集到的气体体积。

（4）改变二氧化锰的质量，重复上述实验，记录数据如下：

时间/s	生成氧气的体积/mL
0.1 gMnO2	0.2 gMnO2	0.3 gMnO2	0.4 gMnO2
40	49	61	75	86
80	77	87	90	92
120	89	92	92	92
160	92	92	92	92

①本实验探究的问题是                                                        。

②二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式                                      。

③实验中除量筒外，还需要用到的测量仪器有：                。

④为完成本实验，应选择下图气体发生装置和收集装置中的组合是           （填序号）。

            

                                 第2题图

【实验结论】                                                                。

【实验拓展】查阅资料得知氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是        。
A．二氧化锰只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂只能加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
E．酶是一种重要的生物催化剂，它属于糖类

[ 注意：若答对下面题目奖励4分，化学试卷总分不超过60分。]

【实验反思】过氧化氢生成氧气的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究（只要求提出假设和实验方案）。

【假设】                                         。

【实验方案】                                                                       

                                                                            。

Answer 1

【答案】【设计实验方案】（4）①二氧化锰的质量对过氧化氢溶液分解速率大小是否有影响（合理即可）（1分）   ②2H₂O₂  2H₂O+O₂↑（2分）   ③天平、秒表（1分）

④BE（1分）     【实验结论】一定时间内，二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解的速率越快（1分）    【实验拓展】B（1分）

[ 注意：若答对下面题目奖励4分，化学试卷总分不超过60分。]

【假设】过氧化氢溶液的浓度能够影响反应的速率（2分）      【实验方案】在温度、相同质量的相同催化剂的条件下，采用等质量但不同的浓度的过氧化氢溶液来进行实验，然后测量收集相同体积的气体所需的时间（2分）

【解析】【设计实验方案】通过表格实验数据分析可知该实验探究的问题是二氧化锰的质量对过氧化氢溶液分解速率大小的影响；本实验是记录一定时间内收集到的氧气体积，实验中除量筒外，还需要用到的测量仪器有天平、秒表；实验室分解过氧化氢制氧气的发生装置类型是固体不加热型，此实验采用排水法收集氧气，故选择的装置是BE。【实验结论】由实验数据分析可知，一定时间内，二氧化锰的质量越大，过氧化氢分解的速率越快。【实验拓展】二氧化锰不只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作为其他反应的催化剂，故A错误；根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误；酶是一种重要的生物催化剂，它不属于糖类，故E错误。【实验反思】影响化学反应速率的因素：①温度；②针对固体反应物：固体颗粒大小（或接触面积）、固体物质的纯度；③针对溶液：主要是溶液的浓度（即溶质质量分数）；④针对气体物质：压强；⑤催化剂：催化剂种类、质量、颗粒大小；在设计实验时要注意控制变量法的应用。