Question

19．在查閱資料時，某小組的同學們得知氧化鐵也可以作為過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，他們聯(lián)想到MnO₂可作為H₂O₂分解的催化劑，那么，氧化鐵和二氧化錳這兩種物質哪一種更適合呢？請你一起參與探究，完成下列問題．
【分析與討論】探究二氧化錳、氧化鐵對過氧化氫分解速率的影響時，他們在控制變量的問題上提出了不同的觀點，你認為不正確的是D．
A．過氧化氫溶液中溶質的質量分數(shù)一定相同
B．催化劑的質量一定相同
C．反應前過氧化氫溶液的溫度一定相同
D．反應容器的容積一定相同
【實驗驗證】研究小組還對溶液濃度、催化劑的種類等實驗條件進行了探究．下表選取了部分實驗數(shù)據(jù)：用足量不同濃度的H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間．

濃度 時間（min） 條件	30%H2O2	15%H2O2	5%H2O2
加入agMnO2	0.2	0.8	2.0
加入agFe2O3	7.0	9.0	16.0

【實驗結論】從上表中能得出哪些結論？相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．

Answer 1

分析 【分析與討論】根據(jù)二氧化碳的反應原理和反應物的狀態(tài)，其反應發(fā)生裝置需要組成“固液不加熱型”，按照此思路去選擇儀器，注意，題目中要求配成一個能隨開隨閉的二氧化碳氣體發(fā)生裝置；
【實驗結論】對應實驗影響因素的探究，要注意變量的控制，注意要讓除探究要素（本題就是研究不同的催化劑的影響）所以除催化劑種類不同之外，其他都應該是相同的；根據(jù)圖中數(shù)據(jù)進行分析．

解答 解：【分析與討論】
A、（過氧化氫溶液中溶質的質量分數(shù)一定相同）和C（反應前過氧化氫溶液的溫度一定相同）都是反應物的要素，應該相同；
B、（催化劑的質量一定相同）是催化劑的控制，其實更嚴謹?shù)恼f法是催化劑的質量相同的同時也要注意催化劑的狀態(tài)也要相同，比如都是粉末，粉末顆粒要相同；
C、反應前過氧化氫溶液的溫度一定相同；
D、反應容器的容積是可以是不同的．
故選：D；
【實驗結論】對比時間記錄表中不同濃度的過氧化氫放出相同體積氧氣所消耗時間，可發(fā)現(xiàn)H₂O₂濃度越大，產生氧氣的速度越快；對比相同濃度的過氧化氫使不同催化劑時產生相同體積氧氣所消耗時間，可發(fā)現(xiàn)MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．
故答案為：相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．

點評 本題考查內容較多，綜合性強，了常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置的選取方法．實驗室制取氣體的發(fā)生裝置應根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應發(fā)生的條件來確定．一般分為兩種：①固體與固體反應生成氣體，反應需要加熱，簡稱“固固加熱型”．選擇實驗室制取O₂的發(fā)生裝置；②固體與液體反應生成氣體，反應不需要加熱，簡稱“固液不加熱型”．選擇實驗室制取CO₂的發(fā)生裝置．