Question

【題目】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究。

(1)取等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進(jìn)行H2O2的分解實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示（現(xiàn)象和結(jié)論略）。

①實(shí)驗(yàn)1、2研究的是__________對(duì)H2O2分解速率的影響。

②實(shí)驗(yàn)2、3的目的是_______________對(duì)H2O2分解速率的影響。

(2)查文獻(xiàn)可知，Cu2＋對(duì)H2O2分解也有催化作用，為比較Fe3＋、Cu2＋對(duì)H2O2分解的催化效果，該小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。回答相關(guān)問(wèn)題：

①定性如圖甲可通過(guò)觀察_______，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將CuSO4溶液改為CuCl2溶液更合理，其理由是_________。

②定量如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)以收集到40 mL氣體為準(zhǔn)，忽略其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是__________。

(3)酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液可發(fā)生反應(yīng)：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)始反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯，但一段時(shí)間后突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。對(duì)此展開(kāi)討論：

①某同學(xué)認(rèn)為KMnO4與H2C2O4的反應(yīng)是______熱反應(yīng)，導(dǎo)致_______________；

②從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你認(rèn)為還可能是________的影響。要證明你的猜想，實(shí)驗(yàn)方案是________________。

Answer 1

【答案】溫度 不同催化劑（或比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑） 產(chǎn)生氣泡的快慢 對(duì)照實(shí)驗(yàn)只有一條件不同（或避免由于陰離子不同造成的干擾）（或其他合理答案） 收集40 mL O2所需的時(shí)間 放 溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快 催化劑（或生成的Mn2+催化作用） 取兩組等濃度等體積的酸性KMnO4和草酸溶液實(shí)驗(yàn)，一組加入少量MnSO4固體，一組不加，比較反應(yīng)速率

【解析】

影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，實(shí)驗(yàn)1、2使用相同的催化劑，就可以探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響．如果催化劑的催化效率高，則產(chǎn)生氣泡快。在探究Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果時(shí)，必須保持其他的條件相同，所以將FeCl3改為Fe2（SO4）3更為合理，可以避免由于陰離子不同造成的干擾。催化效率越高，則一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體越多；影響反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度外，催化劑也影響反應(yīng)速率；根據(jù)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)產(chǎn)物中錳離子隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度變化較大，反應(yīng)前加入硫酸錳，根據(jù)反應(yīng)速率大小判斷錳離子是否在該反應(yīng)中起到催化作用。

(1)①實(shí)驗(yàn)1、2使用相同的催化劑，但溫度不同，所以反應(yīng)速率不同是由溫度不同導(dǎo)致的，所以可以探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響，故答案為：溫度；

①試驗(yàn)2、3溫度相同，使用不同的催化劑，故該實(shí)驗(yàn)比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑對(duì)H2O2分解速率影響的差異，故答案為：比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑對(duì)H2O2分解速率影響的差異；

(2)①定性比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，可以通過(guò)觀察產(chǎn)生氣泡的快慢來(lái)比較，產(chǎn)生氣泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果是，必須保持其他的條件相同，所以將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，可以避免由于陰離子不同造成的干擾，

故答案為：反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾；

②定量比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，由圖可知，可以通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體(或測(cè)定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時(shí)間)來(lái)比較。一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體越多或產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時(shí)間越短，則催化效果越好，故答案為：收集40mL氣體所需時(shí)間；

(3)①實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)開(kāi)始反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯，但一段時(shí)間后突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，導(dǎo)致溶液溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故答案為：放；溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快；

②對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響最快的是催化劑，故猜想還可能是催化劑的影響；反應(yīng)方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑中，濃度變化較大的為錳離子，所以選擇的可以做催化劑的試劑應(yīng)該含有錳離子，故答案為：催化劑(Mn2+的催化作用)；用兩組酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，一組加入少量MnSO4固體，一組不加，看反應(yīng)速率快慢。