Question

22、研究性學(xué)習(xí)小組選擇“H₂O₂生成O₂的快慢與什么因素有關(guān)”的課題進(jìn)行探險(xiǎn)究，以下是他們探究的主要過程：
一、假設(shè)：H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關(guān)
二、實(shí)驗(yàn)方案：常溫下，在兩瓶相同體積的H₂O₂溶液中分別加入相同質(zhì)量的MnO₂和紅磚粉，測量各收集一瓶（相同體積）O₂所需要的時(shí)間．
三、實(shí)驗(yàn)記錄：

四、結(jié)論：該探究過程得出的結(jié)論是

H₂O₂生成氧氣的速率與催化劑的種類有關(guān)，不同的催化劑催化效果不同．

．
五、反思：H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或紅磚粉后反應(yīng)明顯加快，若要證明MnO₂和紅磚粉是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)證明它們在化學(xué)反應(yīng)前后的

質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)

是否改變．
六、猜想：H₂O₂生成O₂的快慢還與哪些因素有關(guān)？（要求提出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案，任意一種即可）

假設(shè)：H₂O₂的分解速度與反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)、催化劑的質(zhì)量有關(guān)、催化劑的狀態(tài)有關(guān)或者和反應(yīng)的溫度有關(guān)．（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證探究H₂O₂的分解速率與催化劑的質(zhì)量有關(guān)來設(shè)計(jì)）
實(shí)驗(yàn)方案：在常溫下，在兩瓶相同體積的相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H₂O₂溶液中加入同樣都是粉末的但是質(zhì)量不同的MnO₂測定收集一瓶（相同體積）氧氣所需要的時(shí)間．
實(shí)驗(yàn)記錄：

該探究過程得出的結(jié)論是：

Answer 1

分析：本實(shí)驗(yàn)是對催化劑的探究實(shí)驗(yàn)，題目中通過控制變化來豐富了催化劑的定義，就是不同的催化劑有不同的催化效果，最終延伸推導(dǎo)還有什么因素能夠影響到反應(yīng)的速率，在這里后期的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以圍繞催化劑的問題展開，也可以圍繞反應(yīng)的控制來進(jìn)行．

解答：解：題目提出的假設(shè)是過氧化氫的分解速率與催化劑的種類有關(guān)，相當(dāng)于先承認(rèn)了紅磚粉和MnO₂是該反應(yīng)的催化劑．所以在后期的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中只需要對比這兩種物質(zhì)的催化效果就可以．而催化效果是通過生成相同量的氧氣所用時(shí)間來驗(yàn)證的，所以在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中就要嚴(yán)格控制其他的量保持相同（相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相同體積的過氧化氫溶液、反應(yīng)溫度相同、制取的氧氣的量要相同），因?yàn)槭球?yàn)證與種類的關(guān)系，所以所取的兩種催化劑也是質(zhì)量相同，最好都是相同的粉末狀態(tài)．這也是后面我們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)注意的問題．
    （1）該探究實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論：分析這樣的問題，一定要從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)中需求問題的解決．實(shí)驗(yàn)中除了催化劑的種類不同就是所用時(shí)間不同，這就建立起了催化劑種類與反應(yīng)速率之間的關(guān)系，當(dāng)然就可以下結(jié)論：催化劑不同，催化的效果不同．（至于是否都在加快反應(yīng)，這個(gè)問題沒有不含催化劑的實(shí)驗(yàn)組的對比，就不要盲目下結(jié)論）．
    （2）對于紅磚粉和二氧化錳是否是催化劑，在改變反應(yīng)速率的情況下，就要緊扣催化劑的定義：一個(gè)改變（速率）兩個(gè)不變（質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)）來分析．這需要通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來論證．
    （3）題目讓我們分析影響過氧化氫的因素，從催化劑可以分析（催化劑的種類、催化劑的質(zhì)量、催化劑的狀態(tài)等），也可以從過氧化氫本身（過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），還有就是反應(yīng)的溫度條件等．這些都可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證分析探究．設(shè)計(jì)時(shí)注意我們分析的變量控制，除了要探究的因素外，其余要保持完全一致．這里提供的參考方案是研究催化劑的量對反應(yīng)的影響的，不是全面的，大家可以再思考，可以考慮增加對比、可以考慮是否催化劑越多越好這樣的問題驗(yàn)證．
故答案：
四、H₂O₂生成氧氣的速率與催化劑的種類有關(guān)，不同的催化劑催化效果不同．．
五、質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)．
六、假設(shè)：H₂O₂的分解速度與反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)、催化劑的質(zhì)量有關(guān)、催化劑的狀態(tài)有關(guān)或者和反應(yīng)的溫度有關(guān)．（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證探究H₂O₂的分解速率與催化劑的質(zhì)量有關(guān)來設(shè)計(jì)）
實(shí)驗(yàn)方案：在常溫下，在兩瓶相同體積的相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H₂O₂溶液中加入同樣都是粉末的但是質(zhì)量不同的MnO₂測定收集一瓶（相同體積）氧氣所需要的時(shí)間．
實(shí)驗(yàn)記錄：

該探究過程得出的結(jié)論是：

點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要注意對所有變量在過程中的有效控制，這樣會(huì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有說服力．注意語言和操作的嚴(yán)謹(jǐn)．