Question

4．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)的方法進(jìn)行探究．
（1）實(shí)驗(yàn)一：取等物質(zhì)的量濃度等體積H₂O₂溶液分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下：

序號(hào)	條件		現(xiàn)象	結(jié)論
	溫度/℃	催化劑
1	40	FeCl3溶液
2	20	FeCl3溶液
3	20	MnO2
4	20	無(wú)

試回答：
①實(shí)驗(yàn)1、2研究的是溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響．
②實(shí)驗(yàn)2、3的目的是比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對(duì)雙氧水分解反應(yīng)速率影響的差異對(duì)H₂O₂分解速率的影響．
（2）實(shí)驗(yàn)二：經(jīng)研究知Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解也具有催化作用，為比較Fe³⁺和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定性分析：如圖甲可通過(guò)觀察反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢，定性比較得出結(jié)論．
有同學(xué)提出將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理，其理由是排除陰離子的干擾．
②定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是測(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）．
（3）實(shí)驗(yàn)三：已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始一段時(shí)間，反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快．
①針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為KMnO₄與H₂C₂O₄反應(yīng)是放熱反應(yīng)，導(dǎo)致溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快．從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你猜想還可能是催化劑（或硫酸錳或Mn²⁺的催化作用）的影響．
②若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液試劑外，還需要選擇最合理的試劑是B．
A．硫酸鉀B．硫酸錳C．水D．氯化錳．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：①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；
②實(shí)驗(yàn)2、3的溫度相同，催化劑不同，則實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄坎煌�催化劑�?duì)反應(yīng)速率的影響；
實(shí)驗(yàn)二：①該反應(yīng)中有氣泡產(chǎn)生，可通過(guò)觀察氣泡判斷反應(yīng)速率；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；
②根據(jù)圖示裝置及選取的試劑可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)測(cè)定反應(yīng)生成氫氣快慢進(jìn)行判斷濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，可以通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成氣體體積偏大濃度對(duì)反應(yīng)速率影響；
實(shí)驗(yàn)三：①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；
②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．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：（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；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)2、3的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)2、3的溫度相同，使用的催化劑不同，則實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖潜容^FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對(duì)雙氧水分解反應(yīng)速率影響的差異，
故答案為：比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對(duì)雙氧水分解反應(yīng)速率影響的差異；
實(shí)驗(yàn)二：（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；排除陰離子的干擾；
②為了更精確地研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，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，說(shuō)明反應(yīng)速率越快，
故答案為：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）；
實(shí)驗(yàn)三：①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，
故答案為：催化劑（或硫酸錳或Mn²⁺的催化作用）；
②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，故只有B正確，
故答案為：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，題目難度中等，影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件除溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑外，還有很多因素可以改變反應(yīng)速率，如光輻射、超聲波、電弧、激光、強(qiáng)磁場(chǎng)、反應(yīng)物顆粒大小等，外界條件只是影響反應(yīng)速率，決定化學(xué)反應(yīng)速率的是物質(zhì)本身的性質(zhì)．