Question

【題目】化學(xué)實驗小組的同學(xué)們對催化劑產(chǎn)生了興趣，通過查閱資料了解到氧化鐵也能加速氯酸鉀的分解。為了探究氧化鐵能否加快過氧化氫的分解，他們設(shè)計了實驗裝置，并進行氣體的制備和測量實驗。實驗時均以生成40mL氣體為標準，相關(guān)實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：

實驗序號	過氧化氫溶液濃度/%	過氧化氫溶液體積/mL	過氧化氫溶液溫度/℃	氧化鐵的用量/g	收集40mL氧氣所需時間/s
①	5	10	20	0	128.5
②	5	10	20	1.2	16.8
③	15	10	20	1.2	10.5
④	5	10	70	0	32.7

(1)完成上述實驗及數(shù)據(jù)的測定需要用到下圖中的部分裝置，請按組裝順序?qū)懗鏊�用到的裝置代號_________。

(2)通過實驗①和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是_____________；通過實驗②和③對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與______________有關(guān)；通過實驗_________和_________對比可知，氧化鐵可以加快過氧化氫分解放氧的速率。

(3)用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣，為了減小反應(yīng)速率，可加適量的水稀釋，產(chǎn)生氧氣的總質(zhì)量（________） (選填“減小”“不變”或“增大”)。

(4)若要證明氧化鐵是過氧化氫分解的催化劑，還需要驗證它在該反應(yīng)前后的（_________）和______________未發(fā)生改變。

(5)同學(xué)們還想探究催化劑的_________對化學(xué)反應(yīng)速率是有影響，請你幫他們設(shè)計實驗方案進行探究：_______________。

Answer 1

【答案】 ABE 溫度越高，反應(yīng)速率越快 反應(yīng)物濃度 ① ② 不變 質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 表面積 將等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液與顆粒大小不同但質(zhì)量相同的氧化鐵混合，測定生成40mL氧氣所需時間即可

【解析】（1）探究氧化鐵能否加快過氧化氫的分解，屬于固體與液體常溫下反應(yīng)，應(yīng)選A裝置，需要收集并驗證氣體的體積為40mL，需要裝置BE，故為：ABE；

（2）實驗①和④的變量為溫度，通過實驗①和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是溫度越高，反應(yīng)速率越快；實驗②和③的變量為反應(yīng)物濃度，通過實驗②和③對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度有關(guān)；實驗①和②的變量為氧化鐵的有無，通過實驗①和②的對比可知，氧化鐵可以加快過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率；

（3）加水稀釋過程中過氧化氫的質(zhì)量不變，生成氧氣的總質(zhì)量不變；

（4）催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率（既能提高也能降低），而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)，故要證明Fe2O3是該反應(yīng)的催化劑，還要驗證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；

（5）催化劑表面積等對化學(xué)反應(yīng)速率是有影響；可是設(shè)計對照實驗：將等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液與顆粒大小不同但質(zhì)量相同的氧化鐵混合，測定生成40mL氧氣所需時間即可；