《2025年点石成金金牌夺冠九年级化学全一册人教版辽宁专版》

13. 项目式探究 影响过氧化氢分解的因素 (9分)过氧化氢消毒液是生活中常用的物品,项目学习小组对此消毒液展开探究。
任务一:探究浓度、温度对过氧化氢溶液分解速率的影响
【实验1】$60\ {^{\circ}C}$时,取$6\ mL\ 30\%$的过氧化氢稀释成不同浓度的溶液。
【实验2】取$6\ mL\ 30\%$的过氧化氢溶液,改变体系的温度。
两个实验获得1小时内过氧化氢溶液的分解速率分别见图1、图2,回答下列问题:

(1)写出在二氧化锰催化条件下过氧化氢分解的符号表达式:$H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{→} H₂O + O₂$。
(2)据图可知,过氧化氢溶液浓度与分解速率的关系是其他条件相同时，在过氧化氢溶液浓度测试范围内，过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越高;温度在$90\ {^{\circ}C}$内,过氧化氢溶液分解速率受温度的影响较小(填“较大”“较小”或“无影响”)。
任务二:探究水果果肉作为催化剂,对过氧化氢溶液分解速率的影响
【查阅资料】
Ⅰ. 过氧化氢分解酶是一种广泛存在于植物中的生物酶,其催化效果受温度影响,超过$55\ {^{\circ}C}$会失去活性。
Ⅱ. 植物果肉中含有的某些金属离子也可以催化过氧化氢的分解,且受热后性质不变。
【进行实验】室温下,向图3烧瓶中加入$10\ mL$不同浓度的过氧化氢溶液与$3\ g$水果果肉,记录液柱从$0$移动至$5$的时间。


【解释与结论】
(3)进行实验前,用双手捂住烧瓶底部,观察到液柱向右缓缓移动,松手后,液柱又返回原点,说明装置气密性良好。
(4)由实验①②③可以得到的结论是其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，分解速率越快。
(5)进行实验③④⑤的目的是探究不同种类果肉的催化剂对过氧化氢分解速率的影响。
(6)实验①中,若将过氧化氢溶液浓度改为$1\%$,则液柱从$0$移动至$5$的时间＞(填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)$286\ s$。
任务三:拓展实验
(7)补做实验证明了催化剂质量对过氧化氢溶液的分解速率也有影响。
实验方案:室温下,向烧瓶中加入$10\ mL$浓度为$5\%$的过氧化氢溶液,加入5g苹果果肉，记录液柱从0移动至5的时间(合理即可)。
(8)同学们利用图3装置进一步证明了苹果果肉的催化作用主要来自生物酶而不是果肉中的金属离子。将$3\ g$苹果果肉置于$80\ {^{\circ}C}$的烘箱中$2\ h$使过氧化氢酶完全失活,取出恢复至室温后,向烧瓶中加入$10\ mL$浓度为$10\%$的过氧化氢溶液与烘干后的苹果果肉混合,实验过程中可能观察到的现象是液柱从0移动至5的时间远大于176s。

答案： 任务一：$(1)H₂O₂ \stackrel{MnO₂}{→} H₂O + O₂$
(2)其他条件相同时，在过氧化氢溶液浓度测试范围内，过氧化氢溶液浓度越大，分解速率越高 较小
任务二：
(3)装置气密性良好
(4)其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，分解速率越快
(5)探究不同种类果肉的催化剂对过氧化氢分解速率的影响
(6)＞
任务三：
(7)加入5g苹果果肉，记录液柱从0移动至5的时间(合理即可)
(8)液柱从0移动至5的时间远大于176s