9. 【实验探究】化学实验常用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气。针对影响过氧化氢分解速率的因素有哪些？某化学兴趣小组对此进行以下探究：
|序号|过氧化氢溶液的浓度 /%|过氧化氢溶液的质量 /g|温度 /℃|二氧化锰的质量 /g|氧气的体积 /mL|时间 /s|
|①|5|12|20|0.2g|125|20|
|②|30|12|20|0.2g|125|2|
|③|3|12|40|—|125|148|
【提出问题】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些？
【猜想与假设】假设 1：过氧化氢溶液的浓度；假设 2：催化剂的质量；假设 3：实验的温度。
(1) 假设 4： (请你提出一种假设)。
【设计实验方案】小明设计如下实验进行验证。
(2) 通过对比实验①和②可知,过氧化氢分解的速率与 有关。
(3) 二氧化锰在过氧化氢分解前后质量和 不变。
【讨论交流】
(4) 小燕认为在这个实验中,必须使用排水法收集氧气,理由是 。
【拓展延伸】
同学们查阅资料后得知,氧化铜对过氧化氢分解也有影响,因此设计实验继续探究。用如图甲所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的 3 mL 5% 的过氧化氢溶液注入试管中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图乙所示。

甲

乙
(5) 根据 氧气的体积不同,可比较两种催化剂的催化效果,通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好,还能得出的结论是 。
(6) 由氧化铜催化的反应,$t_0 \sim t_1$ 时间段反应速率逐渐变 (填“快”或“慢”),原因是 。$t_1 \sim t_2$ 时间段反应速率逐渐变 (填“快”或“慢”),原因是 。

(1)催化剂的种类
(2)过氧化氢浓度
(3)化学性质
(4)便于观察收集相同体积氧气需要的时间
(5)相同时间注射器内 催化剂只改变了反应速率,但是最终生成物的质量不变
(6)快 反应放热,溶液温度升高 慢 过氧化氢被消耗,反应物浓度降低 点拨:
(1)催化剂的种类不同,化学反应的速率不同,故假设 4:催化剂的种类。
(2)实验①和②控制了温度、催化剂质量,改变了过氧化氢的浓度,通过对比实验①和②可知,过氧化氢浓度越大,生成相同体积气体需要时间越短,因此过氧化氢分解的速率与过氧化氢浓度有关。
(3)二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂,根据催化剂概念可知,反应前后质量和化学性质不变。
(4)在这个实验中,必须使用排水法收集氧气,理由是便于观察收集相同体积氧气需要的时间。
(5)可以通过相同时间注射器内氧气的体积多少来确定反应快慢;在题图乙中两种催化剂最终生成氧气的量是相同的,说明催化剂只改变了反应速率,但是最终生成物的质量不变。
(6)过氧化氢溶液在氧化铜催化作用下分解生成氧气,放出热量,使反应速率变快,故由氧化铜催化的反应,$t_0\sim t_1$时间段反应速率逐渐变快,原因是过氧化氢分解放热。随着反应的进行,过氧化氢溶液浓度变小,反应速率变慢,故$t_1\sim t_2$时间段反应速率又逐渐变慢。