Question

【題目】影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗方法進行探究。

(1)取等物質的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進行H2O2的分解實驗，實驗報告如下表所示（現象和結論略）。

①實驗1、2研究的是__________對H2O2分解速率的影響。

②實驗2、3的目的是_______________對H2O2分解速率的影響。

(2)查文獻可知，Cu2＋對H2O2分解也有催化作用，為比較Fe3＋、Cu2＋對H2O2分解的催化效果，該小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。回答相關問題：

①定性如圖甲可通過觀察_______，定性比較得出結論。有同學提出將CuSO4溶液改為CuCl2溶液更合理，其理由是_________。

②定量如圖乙所示，實驗時以收集到40 mL氣體為準，忽略其他可能影響實驗的因素，實驗中需要測量的數據是__________。

(3)酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液可發生反應：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，實驗時發現開始反應速率較慢，溶液褪色不明顯，但一段時間后突然褪色，反應速率明顯加快。對此展開討論：

①某同學認為KMnO4與H2C2O4的反應是______熱反應，導致_______________；

②從影響化學反應速率的因素看，你認為還可能是________的影響。要證明你的猜想，實驗方案是________________。

Answer 1

【答案】溫度 不同催化劑（或比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑） 產生氣泡的快慢 對照實驗只有一條件不同（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所需的時間 放 溶液溫度升高，反應速率加快 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和草酸溶液實驗，一組加入少量MnSO4固體，一組不加，比較反應速率

【解析】

影響化學反應速率的因素很多，實驗1、2使用相同的催化劑，就可以探究溫度對H2O2分解速率的影響．如果催化劑的催化效率高，則產生氣泡快。在探究Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果時，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，則一定時間內產生的氣體越多；影響反應速率的因素除了濃度、溫度外，催化劑也影響反應速率；根據反應方程式可知，反應產物中錳離子隨著反應的進行，濃度變化較大，反應前加入硫酸錳，根據反應速率大小判斷錳離子是否在該反應中起到催化作用。

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

①試驗2、3溫度相同，使用不同的催化劑，故該實驗比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑對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H2O2分解速率影響的差異；

(2)①定性比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，可以通過觀察產生氣泡的快慢來比較，產生氣泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+對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：反應產生氣泡的快慢；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾；

②定量比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，由圖可知，可以通過測定一定時間內產生的氣體(或測定產生一定體積的氣體所需的時間)來比較。一定時間內產生的氣體越多或產生一定體積的氣體所需的時間越短，則催化效果越好，故答案為：收集40mL氣體所需時間；

(3)①實驗時發現開始反應速率較慢，溶液褪色不明顯，但一段時間后突然褪色，反應速率明顯加快，故該反應為放熱反應，導致溶液溫度升高，化學反應速率加快，故答案為：放；溶液溫度升高，反應速率加快；

②對化學反應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比實驗，一組加入少量MnSO4固體，一組不加，看反應速率快慢。