Question

【題目】在化學學習過程中，我們常常需要通過科學探究來認識物質，研究物質的化學變化，請你一起參與下列實驗探究。

（探究Ⅰ：以過氧化氫分解為研究對象進行實驗，探究影響化學反應速率的因素）

三個小組均可采用如圖裝置進行實驗，記錄收集10mL氧氣的時間，實驗室可供選擇的試劑有：2.5%、5%、10%三種濃度的H2O2溶液、MnO2、CuO、紅磚粉末。

A組：探究催化劑對化學反應速率的影響

取5mL10%H2O2溶液，三次實驗分別加入0.5gMnO2、紅磚粉末、CuO進行實驗，記錄數據如下：

試劑	MnO2	紅磚粉末	CuO
t/s	10	60	20

由此可出結論：MnO2、CuO對H2O2分解有催化作用，紅磚粉末無催化作用，某同學對該結論提出疑問。

補充對比實驗，操作為_____________________。

結果：長時間（大于100s），收集到很少量氣體。

更正結論：紅磚粉末有催化作用，三者中MnO2催化效率最高。

B組：探究濃度對化學反應速率的影響

甲同學：取10mL5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2為催化劑，進行實驗，記錄時間t1。

乙同學：取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5g CuO為催化劑，進行實驗，記錄時間t2。

實驗結果t1______t2（填“＞”或“＜”）。

結論：濃度越大，反應速率越快。

丙同學：對實驗設計提出疑問，并補充實驗___________________，

記錄時間t3，且t1＜t3＜t2。

更正結論為：當催化劑種類及質量相同時，反應物濃度越大，____________。

C組：探究__________對化學反應速率的影響。

取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO為催化劑進行實驗，兩次實驗分別將試管置于冰水浴和50℃熱水浴記錄時間t4、t5，且t4＞t5。

結論：當反應物濃度和催化劑相同時，_____________________。

綜上所述：為了研究某一因素對化學反應速率的影響，必須只允許有一個變量，其他量必須相同。

（探究Ⅱ：二氧化碳的性質探究）

鐵絲（含碳量0.69%）在氧氣中燃燒，鐵絲燃燒時火星四射，經研究表明產生火星四射現象的原因，可能是同時生成了某種氣體，推測該氣體是___________（填名稱）。

查閱資料：①CO2和SO2溶于水后具有相似的化學性質②硫是淡黃色固體

實驗一：水槽中滴入紫色石蕊，將收集滿兩種氣體的試管同時倒立于其中，片刻后實驗現象如圖所示，說明相同條件下的溶解性：SO2_____（填“＞”或“＜”）CO2，試管內溶液變成____________色。

實驗二：已知鎂條可以在CO2中劇烈燃燒，反應為：Mg+CO2MgO+C，試推測鎂條在SO2中燃燒的現象為：劇烈燃燒、放出熱量________________。

Answer 1

【答案】取5mL10%H2O2溶液，不放催化劑進行實驗 ＜ 取10mL5%H2O2溶液，加入0.5g CuO為催化劑，進行實驗（或取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2為催化劑，進行實驗） 反應速率越快 溫度 溫度越高，反應速率越快 二氧化碳 ＞ 紅 產生白色和淡黃色固體

【解析】

[探究Ⅰ：以過氧化氫分解為研究對象進行實驗，探究影響化學反應速率的因素]

A組：由實驗步驟和結論可知，MnO2、CuO對H2O2分解有催化作用，紅磚粉末無催化作用，要想得出此結論，則需要補充一次不加催化劑的對照組，比較時間的長短，來比較。故補充的實驗操作為：取5mL10%H2O2溶液，不放催化劑進行實驗。故填：取5mL10%H2O2溶液，不放催化劑進行實驗。

B組：由甲同學和乙同學的實驗對比，若t1＜t2，則可得出結論：濃度越大，反應速率越快。故填：＜。

由于甲乙同學實驗時，采用的是不同的催化劑，沒有做到控制單一變量，因此不能得出正確結論，丙同學：對實驗設計提出疑問，并補充的實驗為：取10mL5%H2O2溶液，加入0.5g CuO為催化劑，進行實驗（或取10mL2.5%H2O2溶液，加入0.5gMnO2為催化劑，進行實驗），此時記錄時間t3，且t1＜t3＜t2。可將結論更正為：當催化劑種類及質量相同時，反應物濃度越大，反應速率越快。

C組：由實驗步驟：取10mL5%H2O2溶液和0.5gCuO為催化劑進行實驗，兩次實驗分別將試管置于冰水浴和50℃熱水浴記錄時間t4、t5，可知探究的是溫度對化學反應速率的影響。故填：溫度。

根據時間t4＞t5。可以得出結論為：當反應物濃度和催化劑相同時，溫度越高，反應速率越快。故填：溫度越高，反應速率越快。

[探究Ⅱ：二氧化碳的性質探究]

日常生活中的鋼鐵制品都含有少量碳雜質，含碳細鐵絲燃燒時，其中的碳會生成的CO2氣體；故填：二氧化碳。

實驗一：水槽中滴入紫色石蕊，將收集滿兩種氣體的試管同時倒立于其中，片刻后實驗現象如圖所示進入二氧化硫試管中液體更多，說明相同條件下的溶解性：SO2＞CO2，由資料：①CO2和SO2溶于水后具有相似的化學性質，二氧化硫和二氧化碳溶于水會與水反應生成相應的酸，使得溶液呈酸性，故試管內溶液變成紅色。故填：＞；紅。

實驗二：已知鎂條可以在CO2中劇烈燃燒，反應為：2Mg+CO22MgO+C，由于CO2和SO2溶于水后具有相似的化學性質，因此可以試推測鎂條在SO2中燃燒的化學方程式為：2Mg+SO22MgO+S，硫是淡黃色固體，因此現象為：劇烈燃燒、放出熱量，產生白色和淡黃色固體。故填：產生白色和淡黃色固體。