7. 化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解速率的因素到底有哪些呢? 某化学兴趣小组同学对此进行如下探究。
【提出问题】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?
【作出假设】假设1:过氧化氢溶液的浓度。假设2:催化剂的质量。假设3:温度。假设4:
催化剂的种类(合理答案均可)
。
【设计实验】小明同学设计如下实验方案进行验证。
| 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 | 0.2 | 125 | 20 |
| ② | 30 | 12 | 20 | 0.2 | 125 | 2 |
| ③ | 30 | 12 | 40 | | 125 | 148 |
(1)通过对比实验①和②可知,过氧化氢分解的速率与过氧化氢溶液的
浓度
有关。
(2)在过氧化氢分解前后,二氧化锰的质量和
化学性质
不变。
(3)请写出用二氧化锰催化过氧化氢分解的符号表达式:
$H_{2}O_{2}\xrightarrow{MnO_{2}}H_{2}O+O_{2}$
。
【交流讨论】
(4)小红同学认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是
排空气法无法直接观察收集到的氧气的体积
。
(5)小辉同学指出小明同学的方案无法验证温度对过氧化氢分解速率的影响,请你帮他写出理由:
方案中没有温度不同,其他变量全部相同的对照实验
。