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14.研究性学习小组选择“H2O2分解生成O2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】H2O2分解生成O2的快慢与催化剂种类有关.
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入相同质量的MnO2和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间.
【进行实验】如图1是他们进行实验的装置图,使用该装置作为发生装置反应物的状态应满足的条件是反应物是固体和液体,反应条件是常温.此实验中发生反应的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气.M处宜采用的气体收集方法是排水法.若用图2装置收集O2,气体应从a(填a或b)端通入.

【实验记录】
实验编号12
反应物5%H2O25%H2O2
催化剂1g 水泥块1g MnO2
时间165s46s
【结论】该探究过程得出的结论是在相同条件下,过氧化氢溶液生成氧气的快慢与催化剂种类有关.
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入二氧化锰或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂,还需要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.

分析 【进行实验】根据过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,氧气密度比空气大进行分析;
【结论】根据表格中的实验现象来分析得出结论;
【反思】根据催化剂的概念可以知道还要验证它们的质量和性质是否发生了改变进行分析.

解答 解:【进行实验】过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以该装置作为发生装置反应物的状态应满足的条件是:反应物是固体和液体,反应条件是常温,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,文字表达式为:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气,氧气密度比空气大,所以M处宜采用的气体收集方法是排水法,若用图2装置收集O2,气体应从a端通入;
【结论】根据表格中的数据可以知道加入了二氧化锰和红砖粉后过氧化氢的分解速率加快,说明催化剂对反应速率有影响;
【反思】根据催化剂的概念可以知道催化剂在反应催化过程中质量和化学性质不变,所以要确定二氧化锰和红砖粉是该反应的催化剂,还需要验证红砖粉和二氧化锰的质量是否发生改变.
故答案为:【进行实验】反应物是固体和液体,反应条件是常温,过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气,排水法,a;
【结论】在相同条件下,过氧化氢溶液生成氧气的快慢与催化剂种类有关;
【反思】质量,化学性质.

点评 控制变量法是常用的探究问题的方法,它可以非常直观的来判断影响反应的因素,并得出结论,在解答时要注意运用该方法.

练习册系列答案
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(4)如图2是甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线图,据图回答下列问题:
①甲、乙两种物质在t3℃时溶解度相同.
在此温度下甲与乙的饱和溶液溶质的质量一定相等(×)(填“√”或“×”)
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金属钠的应用非常广泛,大部分金属钠用于制造一种抗爆剂--四乙基铅,它能降低汽油的爆震性.钠还用于制造过氧化钠(Na2O2)等化合物.钠和钾组成的合金在常温时是液体,用于快中子增殖反应堆作热交换流体.
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