Question

15．已知2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，可以通过观察反应过程中O₂的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H₂O₂分解反应的速度．请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性．要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题．
实验材料与用具：适宜浓度的H₂O₂溶液，蒸馏水，3.5%FeCL₃溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管．
（1）实验步骤：
①取3支试管，各加入等量且适量的H₂O₂溶液放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间；．
②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl₃溶液和过氧化氢酶溶液；
③观察各管中气泡产生的快慢．
（2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O₂的释放速度从慢到快依次是加蒸馏水的试管、加FeCl₃溶液的试管、加酶溶液的试管．由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性．
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为100⁰C，重做上述实验，O₂释放的速度最快的是加FeCl₃溶液的试管，原因是在此温度下，FeCl₃催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性．

Answer 1

分析 分析题干信息可知，该实验的目的是验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，验证酶的催化作用实验的自变量为是否加入过氧化氢酶，验证酶的高效性是催化剂的种类，即过氧化氢酶和FeCl₃溶液，因变量是O₂的生成速度，其他属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜，然后按照实验设计的对照原则和单一变量原则设计和完善实验，并预期实验结果获取结论．

解答 解：（1）由实验目的分析可知，实验分组为三组，按照实验设计的照原则和单一变量原则，实验步骤如下：
①取3支试管编号为甲、乙、丙，各加入等量且适量的H₂O₂溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间；
②甲管加入适量的蒸馏水，乙管加入等量的3.5% FeCl₃溶液，丙管加入等量的0.01%的过氧化氢酶溶液；
③观察气泡从溶液中释放的速度．
（2）预期结果及结论：整个实验中，不同处理的试管中O₂的释放速度从快到慢依次是加蒸馏水的试管、加FeCl₃溶液的试管、加酶溶液的试管，由此说明氧化氢酶具有催化作用和高效性．
（3）由于过氧化氢酶的活性受温度影响，高温会使过氧化氢酶失去活性，无机催化剂比过氧化氢酶耐高温，因此如果仅将实验中的恒温水浴改为100℃，重做上述实验，O₂释放的速度最快的是加FeCl₃溶液的试管．
故答案为：
（1）①取3支试管，各加入等量且适量的H₂O₂溶液
②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl₃溶液和过氧化氢酶溶液；
③观察各管中气泡产生的快慢
（2）加蒸馏水的试管、加FeCl₃溶液的试管、加酶溶液的试管    酶具有催化作用和高效性
（3）加FeCl₃溶液的试管     在此温度下，FeCl₃催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性

点评 根据实验目的分析实验变量、按照实验设计的原则设计和完善实验、预期实验结果获取结论的能力是本题考查的重点．