Question

8．FeCl₃溶液能對過氧化氫的分解起催化作用，某小組擬在相同濃度FeCl₃溶液的催化下，探究過氧化氫濃度對過氧化氫分解速率的影響．
寫出本實驗發(fā)生反應的文字表達式過氧化氫$\stackrel{氯化鐵溶液}{→}$水+氧氣．
（1）分別取相同體積、不同濃度的過氧化氫溶液于錐形瓶中，注入相同體積、相同濃度的FeCl₃溶液，如圖觀察到氣泡生成的速度，就可以粗略判斷，得出實驗結果．
為進一步判斷上述實驗結論的準確性，運用右圖，小剛同學進行了如下實驗方案設計．
（2）[方案一]在不同過氧化氫濃度下，測定收集相同氣體體積所需時間．
[方案二]在不同過氧化氫濃度下，測定相同時間收集的氣體的體積；
方案二的實驗測量結果：

物理量
實驗序號	30%H2O2溶液的體積（mL）	2%FeCl3溶液的體積（mL）	加入H2O的體積（mL）	反應的時間（min）	生成O2的體積（mL）
1	5	x	20	5	V1
2	10	3	15	y	V2

①表中x=3，y=5．
②實驗結論：通過測量，若V₁＜V₂（填“＞”“=”或“＜”），說明反應物的濃度越高，反應速度越快．
（3）除了過氧化氫濃度之外，還有哪些因素能影響它分解生成氧氣的速率？請任意選擇一種并寫出實驗方案第一種情況：催化劑的質量
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 過氧化氫的催化劑質量有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入不同質量的（分別取1g和3g）MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．
第二種情況：溫度：
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 溫度有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，然后將錐形瓶分別放于10℃和40℃的水中，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．．

Answer 1

分析 過氧化氫在氯化鐵溶液的催化下生成水和氧氣．
（1）分別取相同體積、不同濃度的過氧化氫溶液于錐形瓶中，注入相同體積、相同濃度的FeCl₃溶液，可以直觀地觀察氣泡的生成速度判斷反應的快慢（這樣屬于定性研究，不如定量結果更有說服力）．
（2）定量的辦法，可以是看相同時間收集的氣體多少，也可以看收集等量的氣體收集所用時間的長短．
在設計實驗中要注意不同因素的控制，進而分析給出的數(shù)據(jù)得出xy等數(shù)值．
（3）影響反應速度的因素還有催化劑的質量或者溫度等要素．

解答 解：過氧化氫在氯化鐵溶液的催化下生成水和氧氣，對應的文字表達式：過氧化氫$\stackrel{氯化鐵溶液}{→}$水+氧氣．
（1）可以通過 氣泡生成的速度，就可以粗略判斷，得出實驗結果．
 （2）[方案一]在不同過氧化氫濃度下，測定收集相同氣體體積所需時間．
[方案二]在不同過氧化氫濃度下，測定 相同時間收集的氣體的體積；
方案二的實驗測量結果（這個數(shù)據(jù)要看的懂才能很好理解，選用的是同一種質量分數(shù)的過氧化氫溶液，不同的體積，但是采取加入水而最后溶液的體積還是相等的，也就是表格中第二列和第四列之和相等，此時溶液體積相等，但是溶質的質量分數(shù)不同，由于是不同濃度下的過氧化氫，所以加入的氯化鐵溶液體積也應該相同，相同時間產生的氧氣的體積多少，所以反應時間也相同）所以表中x=3，y=5．
②實驗結論：通過測量，若V₁＜V₂（填“＞”“=”或“＜”），說明 反應物的濃度越高，反應速度越快．
（3）除了過氧化氫濃度之外，還有哪些因素能影響它分解生成氧氣的速率？請任意選擇一種并寫出實驗方案 第一種情況：催化劑的質量
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 過氧化氫的催化劑質量有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入不同質量的（分別取1g和3g）MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．
第二種情況：溫度：
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 溫度有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，然后將錐形瓶分別放于10℃和40℃的水中，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．
故答案為：
過氧化氫$\stackrel{氯化鐵溶液}{→}$水+氧氣．
（1）氣泡生成的速度；
（2）相同時間收集的氣體的體積；
①x=3，y=5．
②＜
第一種情況：催化劑的質量
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與催化劑質量有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入不同質量的（分別取1g和3g）MnO₂，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．
第二種情況：溫度：
【假 設】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 溫度有關．
【實驗方案】常溫下，在兩瓶同質量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質量的MnO₂，然后將錐形瓶分別放于10℃和40℃的水中，測量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時間．

點評 設計實驗中要注意過程中變量控制，除了要研究要素之外，其余要保持基本一致．