Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室常用二氧化錳作過(guò)氧化氫分解制氧氣的催化劑。

[提出問(wèn)題]催化劑的用量對(duì)反應(yīng)速率是否有影響?

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)](1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(2)實(shí)驗(yàn)記錄:每次用30mL10%的過(guò)氧化氫溶液,采用不同量的二氧化錳粉末作催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)記錄于下表中:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳用量/g	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
待測(cè)數(shù)據(jù)

[分析](1)上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)該測(cè)定的“待測(cè)數(shù)據(jù)”可能是________________；裝置中原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)是否有干擾?____________，試說(shuō)明原因:___________________________。

(2)若第2次實(shí)驗(yàn)比第3次實(shí)驗(yàn)的“待測(cè)數(shù)據(jù)”更_____________(選填“大”或“小”),說(shuō)明催化劑的用量越多,反應(yīng)越快。

[實(shí)驗(yàn)與結(jié)果]經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明，第1次實(shí)驗(yàn)至第7次實(shí)驗(yàn)中過(guò)氧化氫的分解速率依次加快，第7次實(shí)驗(yàn)至第10次實(shí)驗(yàn)所記錄的“待測(cè)數(shù)據(jù)”無(wú)明顯差異。

[結(jié)論]_________________________。

[拓展](1)實(shí)驗(yàn)后對(duì)二氧化錳進(jìn)行回收、稱(chēng)量,發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量與反應(yīng)前相比____________(選填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)同一反應(yīng)可用多種催化劑，為探究不同催化劑的催化效果,小組同學(xué)利用控制變量方法,探究氯化鐵溶液和硫酸銅溶液對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果,實(shí)驗(yàn)中的下列變量中,不需控制的是______________。

A 過(guò)氧化氫溶液的濃度和體積

B 催化劑的用量與濃度

C 反應(yīng)溫度，

D 反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)間

Answer 1

【答案】量筒中收集到相同體積水所用時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)量筒中所收集到水的體積) 沒(méi)有干擾 排入量筒內(nèi)水的體積（產(chǎn)生氣體的體積）等于進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)氣體的體積，與原有氣體無(wú)關(guān) 大[或小，與(1)所填對(duì)應(yīng)] 催化劑的用量在一定范圍內(nèi)對(duì)反應(yīng)速率有影響 不變 D

【解析】

[分析]

(1)對(duì)有氣體生成的反應(yīng)，比較反應(yīng)速率的的方法：比較相同時(shí)間內(nèi)生成氣體的多少，或比較產(chǎn)生相同體積的氣體需要時(shí)間的多少，上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)該測(cè)定的“待測(cè)數(shù)據(jù)”可能是量筒中收集到相同體積水所用時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)量筒中所收集到水的體積)；裝置中原有的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)是沒(méi)有干擾，原因: 排入量筒內(nèi)水的體積（產(chǎn)生氣體的體積）等于進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)氣體的體積，與原有氣體無(wú)關(guān)；

(2)在過(guò)氧化氫分解的過(guò)程中，催化劑是加快反應(yīng)速率，若第2次實(shí)驗(yàn)比第3次實(shí)驗(yàn)的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積，數(shù)據(jù)是更大；如果是收集相同體積的氣體，則需要的時(shí)間，則是數(shù)據(jù)更小，說(shuō)明催化劑的用量越多，反應(yīng)越快；

[結(jié)論]

經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明，第1次實(shí)驗(yàn)至第7次實(shí)驗(yàn)中過(guò)氧化氫的分解速率依次加快，第7次實(shí)驗(yàn)至第10次實(shí)驗(yàn)所記錄的“待測(cè)數(shù)據(jù)”無(wú)明顯差異。說(shuō)明催化劑的用量在一定范圍內(nèi)對(duì)反應(yīng)速率有影響；

[拓展]

(1)實(shí)驗(yàn)后對(duì)二氧化錳進(jìn)行回收、稱(chēng)量，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量與反應(yīng)前相比不變；

(2)同一反應(yīng)可用多種催化劑，為探究不同催化劑的催化效果，小組同學(xué)利用控制變量方法，探究氯化鐵溶液和硫酸銅溶液對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果�？刂谱兞糠ㄒ卜Q(chēng)作“變量唯一”，即對(duì)照實(shí)驗(yàn)間只有一個(gè)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素不同，其他影響因素必須都相同。當(dāng)探究不同物質(zhì)的催化效果時(shí)，除催化劑的種類(lèi)外，其他影響都必須相同。

A 過(guò)氧化氫溶液的濃度和體積，會(huì)影響反應(yīng)速率，一定范圍內(nèi)，濃度越大，反應(yīng)速率越快，需要控制；

B 催化劑的用量與濃度，會(huì)影響反應(yīng)速率，一定范圍內(nèi)，催化劑質(zhì)量越多，反應(yīng)越快，需要控制；

C 反應(yīng)溫度，會(huì)影響反應(yīng)速率，通常溫度越高反應(yīng)速率越快，需要控制；

D 反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)間，與反應(yīng)速率無(wú)關(guān)，不需要控制。

故選D。