Question

7．某化學興趣小組對過氧化氫分解生成水和氧氣的條件進行探究，請你參與．
[提出問題]哪些因素可能影響該反應的反應速率？
[查閱資料]影響化學反應速率的因素：反應物本身的性質、溫度、濃度、催化劑、光、反應物顆粒大小、反應物之間的接觸面積和反應物的狀態等．
[作出猜想]下面是三位同學所做的猜想，請你完成丙同學的猜想．
甲同學：H₂O₂溶液的濃度可能影響該反應的反應速率．
乙同學：催化劑（MnO₂）的用量可能影響該反應的反應速率．
丙同學：溫度可能影響該反應的反應速率．
[實驗驗證]
（1）如圖實驗裝置，在常溫下，每次均取10mL30%的H₂O₂溶液，然后稀釋成不同濃度的溶液進行實驗，測定各次電子天平示數減少0.2g所用的時間，記錄數據如表：

實驗編號	1	2	3	4	5	6	7
H2O2溶液濃度	5%	5%	5%	10%	10%	30%	30%
MnO2粉末（g）	1.0	0.8	0.6	0.6	0.4	0.4	0.2
所用的時間（s）	205	205	220	80	90	3	4

請你分析回答：
①該反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②要比較不同濃度的H₂O₂溶液對反應速率的影響，可選擇的實驗編號是3、4（寫一組），由此可得到的結論是在在催化劑、溫度等相同的條件下，H₂O₂溶液的濃度越大，反應越快．
③從上述實驗中得出催化劑（MnO₂）的用量對反應速率的影響是二氧化錳的用量越多，反應速率越快．達到一定的用量時，速率不在改變
④若撤除干燥管裝置，所測速率偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
如果你是丙同學，在驗證你的猜想時，你的實驗方案是：在MnO₂的用量、H₂O₂溶液的濃度等相同的條件下，控制不同溫度，記錄收集相同體積的氧氣時所用的時間．
[拓展延伸]
（3）如表是甲同學在實驗時記錄電子天平的示數和對應的時間的一組數據（每隔20s讀數一次）．

時間（s）	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
示數（g）	565.40	565.37	565.34	565.30	565.28	565.26	565.24	565.23	565.22	565.21	565.20

①上表數據分析得出，過氧化氫溶液分解速度的變化情況是逐漸變慢（選填“先快后慢”“先慢后快”“逐漸變慢”），原因是過氧化氫的濃度逐漸減小．
（4）通過該探究實驗，你還想探究的問題或還想學習的知識是除MnO₂外，是否還有其它物質可作此反應的催化劑．

Answer 1

分析 [作出猜想]根據與反應有關的外界及內部條件來作出猜想，例如物質的濃度，溫度等．
[實驗驗證]
（1）①根據化學方程式的書寫方法進行分析．
②比較表格中的數據在其他條件都相同時，可以看出過氧化氫的濃度對反應速率的影響．
③比較表格中的數據在其他條件都相同時，可以看出二氧化錳的用量對反應速率的影響．
④若撤除干燥管裝置，會導致氧氣逸出帶走部分水分，所測速率偏大．
（3）過氧化氫溶液分解速度的變化情況是逐漸變慢，原因是過氧化氫的濃度逐漸減小．
（4）在催化劑改變的時候，對反應的速率是不是有影響，可以選擇其他的物質來進行實驗進行驗證．

解答 解：[作出猜想]根據與反應有關的外界及內部條件來作出猜想本題中所涉及的就是溫度、物質的濃度和質量，故填：溫度；
[實驗驗證]
（1）①過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②實驗3和4，二氧化錳的質量相同，過氧化氫溶液的體積相同，但過氧化氫的濃度不同，收集到相同體積的氧氣所用的時間不同，說明在在催化劑、溫度等相同的條件下，H₂O₂溶液的濃度越大，反應越快，故填：3、4；在在催化劑、溫度等相同的條件下，H₂O₂溶液的濃度越大，反應越快；
③根據表中數據可以看出，在過氧化氫溶液濃度、溫度等相同的條件下，MnO₂的用量越大（在一定范圍內），反應越快；但是達到一定的用量時，速率不在改變，故填：二氧化錳的用量越多，反應速率越快，達到一定的用量時，速率不在改變；
④若撤除干燥管裝置，會導致氧氣逸出帶走部分水分，所測速率偏大，故填：偏大．
在過氧化氫濃度相等和二氧化錳用量相等的條件下，來比較在不同的溫度下的反應快慢．故填：在MnO₂的用量、H₂O₂溶液的濃度等相同的條件下，控制不同溫度，記錄收集相同體積的氧氣時所用的時間．
（3）上表數據分析得出，過氧化氫溶液分解速度的變化情況是逐漸變慢，原因是過氧化氫的濃度逐漸減小，故填：逐漸變慢；過氧化氫的濃度逐漸減小．
（4）還想探究的是在催化劑改變的時候，對反應的速率是不是有影響，可以選擇其他的物質來進行實驗進行驗證．故填：除MnO₂外，是否還有其它物質可作此反應的催化劑．

點評 本題主要考查了能夠影響化學反應的因素，解答這類題時要注意盡可能的把題中的能夠影響化學反應的因素找出，然后再利用控制變量法來進行實驗，最后得出答案．