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Ⅱ. 探究影响产生氧气速率的因素
【解释与结论】
（1）O₂可用于医疗急救，是因为O₂能。
（2）过碳酸钠在水中分解为碳酸钠和H₂O₂，H₂O₂继续反应产生O₂。H₂O₂分解产生O₂的符号表达式为。
（3）在结构示意图中注明“反应仓”和“加湿过滤仓”。
（4）Ⅰ中，步骤3可证明有O₂生成，实验现象是。
（5）Ⅱ中，探究产生O₂速率与MnO₂用量关系的实验是（填序号）。
（6）Ⅱ中，由①②③得出的结论是。
【反思与评价】
（7）调控反应仓中的水量，可使不同季节产生氧气的速率接近。在过碳酸钠、MnO₂用量相同时，夏季用水量应（填“＜”“＞”或“=”）冬季用水量。
【解释与结论】
（1）O₂可用于医疗急救，是因为O₂能。
（2）过碳酸钠在水中分解为碳酸钠和H₂O₂，H₂O₂继续反应产生O₂。H₂O₂分解产生O₂的符号表达式为。
（3）在结构示意图中注明“反应仓”和“加湿过滤仓”。
（4）Ⅰ中，步骤3可证明有O₂生成，实验现象是。
（5）Ⅱ中，探究产生O₂速率与MnO₂用量关系的实验是（填序号）。
（6）Ⅱ中，由①②③得出的结论是。
【反思与评价】
（7）调控反应仓中的水量，可使不同季节产生氧气的速率接近。在过碳酸钠、MnO₂用量相同时，夏季用水量应（填“＜”“＞”或“=”）冬季用水量。
答案
（1）供给呼吸
（2）$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
（3）
（4）带火星的木条复燃
（5）①④⑤
（6）在二氧化锰质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，反应速率越快
（7）＞
【点拨】（1）O₂可用于医疗急救，是因为O₂能供给呼吸；
（2）H₂O₂在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$；（3）在反应仓中制取氧气，产生的氧气在反应仓高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓，则由图可知，左边是加湿过滤仓，右边是反应仓；
（4）氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入瓶中，可观察到的现象是带火星的木条复燃；（5）实验①④⑤中，过碳酸钠的质量、水的体积等其他条件相同，二氧化锰的质量不同，可探究产生O₂的速率与MnO₂用量的关系；（6）实验①②③中，二氧化锰的质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，收集100 mL O₂所用时间越短，说明反应速率越快；（7）温度升高会加快化学反应速率，夏季温度高，过碳酸钠在二氧化锰催化作用下的分解反应会比冬季剧烈，因此夏季用水量应大于冬季用水量。
解析
【分析】
本题为化学实验探究题，需结合氧气的性质、过氧化氢分解反应及控制变量法分析各问题：（1）回忆氧气的用途，医疗急救利用氧气供给呼吸的性质；（2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解，需正确书写符号表达式；（3）根据装置功能，反应仓制取氧气，氧气导入加湿过滤仓，据此标注；（4）检验氧气利用其助燃性，对应现象为带火星木条复燃；（5）探究MnO₂用量的影响，需控制其他变量相同，仅MnO₂质量不同，筛选符合的实验组；（6）分析①②③的变量，得出过碳酸钠质量对反应速率的影响；（7）夏季温度高反应快，需通过增加水量减缓速率，使反应接近冬季速率。
【解析】
（1）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故填：供给呼吸。
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$。
（3）反应仓为制取氧气的场所，产生的氧气经导气管进入加湿过滤仓，因此装置右侧标注为“反应仓”，左侧标注为“加湿过滤仓”，标注结果为：。
（4）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此步骤3证明有O₂生成的实验现象是：带火星的木条复燃。
（5）探究产生O₂速率与MnO₂用量的关系，需控制过碳酸钠质量、水的体积等其他条件相同，仅MnO₂质量不同，表格中①④⑤符合要求，故填：①④⑤。
（6）①②③中，MnO₂质量、水的体积等条件相同，过碳酸钠质量越大，收集100 mL O₂所用时间越短，说明反应速率越快，因此结论为：在二氧化锰质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，反应速率越快。
（7）夏季温度高，反应速率更快，要使不同季节产生氧气的速率接近，需增加水量降低反应物浓度，减缓反应速率，因此夏季用水量应＞冬季用水量。
【答案】
（1）供给呼吸；（2）$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$；（3）；（4）带火星的木条复燃；（5）①④⑤；（6）在二氧化锰质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，反应速率越快；（7）＞
【知识点】
氧气的性质、过氧化氢分解反应、影响反应速率的因素
【点评】
本题结合氧气制取与性质的实验探究，考查控制变量法的应用，侧重基础知识点的掌握和实验分析能力，是化学实验探究中的常见题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为化学实验探究题，需结合氧气的性质、过氧化氢分解反应及控制变量法分析各问题：（1）回忆氧气的用途，医疗急救利用氧气供给呼吸的性质；（2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解，需正确书写符号表达式；（3）根据装置功能，反应仓制取氧气，氧气导入加湿过滤仓，据此标注；（4）检验氧气利用其助燃性，对应现象为带火星木条复燃；（5）探究MnO₂用量的影响，需控制其他变量相同，仅MnO₂质量不同，筛选符合的实验组；（6）分析①②③的变量，得出过碳酸钠质量对反应速率的影响；（7）夏季温度高反应快，需通过增加水量减缓速率，使反应接近冬季速率。
【解析】
（1）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故填：供给呼吸。
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为：$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$。
（3）反应仓为制取氧气的场所，产生的氧气经导气管进入加湿过滤仓，因此装置右侧标注为“反应仓”，左侧标注为“加湿过滤仓”，标注结果为：
。（4）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，因此步骤3证明有O₂生成的实验现象是：带火星的木条复燃。
（5）探究产生O₂速率与MnO₂用量的关系，需控制过碳酸钠质量、水的体积等其他条件相同，仅MnO₂质量不同，表格中①④⑤符合要求，故填：①④⑤。
（6）①②③中，MnO₂质量、水的体积等条件相同，过碳酸钠质量越大，收集100 mL O₂所用时间越短，说明反应速率越快，因此结论为：在二氧化锰质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，反应速率越快。
（7）夏季温度高，反应速率更快，要使不同季节产生氧气的速率接近，需增加水量降低反应物浓度，减缓反应速率，因此夏季用水量应＞冬季用水量。
【答案】
（1）供给呼吸；（2）$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$；（3）
；（4）带火星的木条复燃；（5）①④⑤；（6）在二氧化锰质量、水的体积等其他条件相同时，过碳酸钠质量越大，反应速率越快；（7）＞【知识点】
氧气的性质、过氧化氢分解反应、影响反应速率的因素
【点评】
本题结合氧气制取与性质的实验探究，考查控制变量法的应用，侧重基础知识点的掌握和实验分析能力，是化学实验探究中的常见题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
10. 2024·苏州 新考法·对比实验 某实验小组设计如图所示(部分夹持仪器已省略)实验对过氧化氢分解进行探究。下列相关说法不正确的是 (
A.对比实验甲和乙,探究$\ce{H_{2}O_{2}}$浓度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
B.对比实验乙和丁,探究$\ce{MnO_{2}}$对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
C.对比实验甲和丙,探究温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
D.对比实验甲、丙和丁,探究$\ce{MnO_{2}}$和温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率影响的程度
B
)A.对比实验甲和乙,探究$\ce{H_{2}O_{2}}$浓度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
B.对比实验乙和丁,探究$\ce{MnO_{2}}$对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
C.对比实验甲和丙,探究温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响
D.对比实验甲、丙和丁,探究$\ce{MnO_{2}}$和温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率影响的程度
答案
B 【点拨】对比实验甲和乙，除了过氧化氢溶液的浓度不同外，其他条件均相同，可探究$\ce{H_{2}O_{2}}$浓度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响，A正确；对比实验乙和丁，除了有无二氧化锰外，过氧化氢溶液的浓度也不同，不能探究$\ce{MnO_{2}}$对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响，B错误；对比实验甲和丙，除了温度不同外，其他条件均相同，可探究温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影响，C正确；对比实验甲、丙和丁，可探究$\ce{MnO_{2}}$和温度对$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率影响的程度，D正确。
解析
【分析】
本题考查对比实验探究影响过氧化氢分解速率的因素，核心是控制变量法的应用：对比实验中只能有一个变量，其他条件需完全相同，才能探究该变量对反应速率的影响。需逐一分析每个选项的对比实验是否符合控制变量原则。
【解析】
选项A：实验甲（5mL 10% H₂O₂溶液）和乙（5mL 30% H₂O₂溶液），仅过氧化氢浓度不同，其他条件（体积、温度等）均相同，可探究H₂O₂浓度对分解速率的影响，A正确。
选项B：实验乙（30% H₂O₂溶液，无MnO₂）和丁（10% H₂O₂溶液，有MnO₂），存在两个变量：过氧化氢浓度、是否加MnO₂，变量不唯一，无法探究MnO₂对分解速率的影响，B错误。
选项C：实验甲（常温10% H₂O₂溶液）和丙（加热的10% H₂O₂溶液），仅温度不同，其他条件相同，可探究温度对分解速率的影响，C正确。
选项D：实验甲（常温10% H₂O₂）、丙（加热10% H₂O₂）、丁（常温10% H₂O₂加MnO₂），可分别对比温度、催化剂对分解速率的影响，探究两者影响的程度，D正确。
【答案】
B
【知识点】
影响化学反应速率的因素；对比实验的控制变量
【点评】
本题以过氧化氢分解为载体，考查对比实验的设计原则，重点是控制变量法的应用，是化学实验探究的核心思想之一，需准确识别每组对比实验的变量，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查对比实验探究影响过氧化氢分解速率的因素，核心是控制变量法的应用：对比实验中只能有一个变量，其他条件需完全相同，才能探究该变量对反应速率的影响。需逐一分析每个选项的对比实验是否符合控制变量原则。
【解析】
选项A：实验甲（5mL 10% H₂O₂溶液）和乙（5mL 30% H₂O₂溶液），仅过氧化氢浓度不同，其他条件（体积、温度等）均相同，可探究H₂O₂浓度对分解速率的影响，A正确。
选项B：实验乙（30% H₂O₂溶液，无MnO₂）和丁（10% H₂O₂溶液，有MnO₂），存在两个变量：过氧化氢浓度、是否加MnO₂，变量不唯一，无法探究MnO₂对分解速率的影响，B错误。
选项C：实验甲（常温10% H₂O₂溶液）和丙（加热的10% H₂O₂溶液），仅温度不同，其他条件相同，可探究温度对分解速率的影响，C正确。
选项D：实验甲（常温10% H₂O₂）、丙（加热10% H₂O₂）、丁（常温10% H₂O₂加MnO₂），可分别对比温度、催化剂对分解速率的影响，探究两者影响的程度，D正确。
【答案】
B
【知识点】
影响化学反应速率的因素；对比实验的控制变量
【点评】
本题以过氧化氢分解为载体，考查对比实验的设计原则，重点是控制变量法的应用，是化学实验探究的核心思想之一，需准确识别每组对比实验的变量，难度适中。
【难度系数】
0.5
11. 新考法·控制变量法 2024·重庆节选 某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1 g不同的催化剂，再加入溶质质量分数5%的过氧化氢溶液20 mL，进行了如下实验：
(1)写出实验甲中发生反应的符号表达式
(2)$\ce{MnO_{2}}$粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？
(3)能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是
(4)在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因
(1)写出实验甲中发生反应的符号表达式
$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
。(2)$\ce{MnO_{2}}$粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？
不科学
。理由是实验温度不同，没有形成对比实验
。(3)能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是
丙、丁
(填实验序号)。(4)在一定温度下，另取2 g红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20 mL，继续实验，发现产生气泡的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因
其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快
（至少写两条）。答案
（1）$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$ （2）不科学；实验温度不同，没有形成对比实验 （3）丙、丁 （4）其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快
【点拨】（1）实验甲中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，据此书写符号表达式。（2）由表中甲、乙的实验数据可知，实验时除催化剂的种类不同，实验温度也不同，没有形成对比实验，所以不能用于比较两种催化剂的催化效果。（3）能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合必须温度相同，只有催化剂的形态不同，因此选择丙和丁。（4）在其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好，反应速率越快；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快。
【点拨】（1）实验甲中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，据此书写符号表达式。（2）由表中甲、乙的实验数据可知，实验时除催化剂的种类不同，实验温度也不同，没有形成对比实验，所以不能用于比较两种催化剂的催化效果。（3）能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合必须温度相同，只有催化剂的形态不同，因此选择丙和丁。（4）在其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好，反应速率越快；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快。
解析
【分析】
本题围绕催化剂对过氧化氢分解的影响展开，需结合控制变量法分析实验：
1. 第(1)题：回忆过氧化氢在二氧化锰催化下的分解反应，正确书写符号表达式；
2. 第(2)题：判断催化效果是否相同时，需看实验是否控制了温度等变量，甲、乙温度不同，无法对比；
3. 第(3)题：探究催化剂形态的影响，需保证温度、催化剂种类等其他条件相同，仅形态不同，据此找对应实验；
4. 第(4)题：对比实验丙的变量（催化剂质量、过氧化氢浓度），分析速率加快的原因。
【解析】
(1) 实验甲中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$。
(2) 要比较不同催化剂的催化效果，需控制温度等其他变量相同。甲实验温度为常温，乙实验温度为60℃，温度不同，未形成对比实验，因此不能得出两种催化剂催化效果相同的结论，故该结论不科学，理由是实验温度不同，没有形成对比实验。
(3) 探究催化剂的催化效果与其形态有关，需控制温度、催化剂种类等其他条件相同，仅催化剂形态不同。丙为红砖小颗粒（常温），丁为块状红砖（常温），符合要求，故实验组合为丙、丁。
(4) 对比实验丙，新实验中红砖小颗粒质量从1g变为2g，过氧化氢溶液溶质质量分数从5%变为8%，其他条件相同，因此产生气泡速率更快的原因：①其他条件相同时，红砖小颗粒的质量越多，催化效果越好；②过氧化氢溶液的溶质质量分数越大，反应速率越快。
【答案】
(1) $\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
(2) 不科学；实验温度不同，没有形成对比实验
(3) 丙、丁
(4) 其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快
【知识点】
催化剂的作用；控制变量法；过氧化氢分解反应
【点评】
本题以催化剂对过氧化氢分解的影响为载体，重点考查控制变量法在化学实验探究中的应用，要求学生能准确识别实验中的变量，理解催化效果的影响因素，是化学实验探究的基础题型，需掌握控制变量法的核心（仅改变一个探究变量，其余变量保持一致）。
【难度系数】
0.5
本题围绕催化剂对过氧化氢分解的影响展开，需结合控制变量法分析实验：
1. 第(1)题：回忆过氧化氢在二氧化锰催化下的分解反应，正确书写符号表达式；
2. 第(2)题：判断催化效果是否相同时，需看实验是否控制了温度等变量，甲、乙温度不同，无法对比；
3. 第(3)题：探究催化剂形态的影响，需保证温度、催化剂种类等其他条件相同，仅形态不同，据此找对应实验；
4. 第(4)题：对比实验丙的变量（催化剂质量、过氧化氢浓度），分析速率加快的原因。
【解析】
(1) 实验甲中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$。
(2) 要比较不同催化剂的催化效果，需控制温度等其他变量相同。甲实验温度为常温，乙实验温度为60℃，温度不同，未形成对比实验，因此不能得出两种催化剂催化效果相同的结论，故该结论不科学，理由是实验温度不同，没有形成对比实验。
(3) 探究催化剂的催化效果与其形态有关，需控制温度、催化剂种类等其他条件相同，仅催化剂形态不同。丙为红砖小颗粒（常温），丁为块状红砖（常温），符合要求，故实验组合为丙、丁。
(4) 对比实验丙，新实验中红砖小颗粒质量从1g变为2g，过氧化氢溶液溶质质量分数从5%变为8%，其他条件相同，因此产生气泡速率更快的原因：①其他条件相同时，红砖小颗粒的质量越多，催化效果越好；②过氧化氢溶液的溶质质量分数越大，反应速率越快。
【答案】
(1) $\ce{H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O + O_{2}}$
(2) 不科学；实验温度不同，没有形成对比实验
(3) 丙、丁
(4) 其他条件相同时，红砖小颗粒越多，催化效果越好；过氧化氢溶液的浓度越大，反应越快
【知识点】
催化剂的作用；控制变量法；过氧化氢分解反应
【点评】
本题以催化剂对过氧化氢分解的影响为载体，重点考查控制变量法在化学实验探究中的应用，要求学生能准确识别实验中的变量，理解催化效果的影响因素，是化学实验探究的基础题型，需掌握控制变量法的核心（仅改变一个探究变量，其余变量保持一致）。
【难度系数】
0.5
