Question

【題目】某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素產(chǎn)生了興趣，為了探究氧化鐵能否加快過(guò)氧化氫的分解，他們?cè)O(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行氣體的制備和測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40mL氣體為標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	過(guò)氧化氫溶液濃度/%	過(guò)氧化氫溶液體積/mL	過(guò)氧化氫溶液溫度/℃	氧化鐵的用量/g	收集40mL氧氣所需時(shí)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）若要證明氧化鐵是過(guò)氧化氫分解的催化劑，還需要驗(yàn)證它在該反應(yīng)前后質(zhì)量和_____未發(fā)生改變。請(qǐng)寫(xiě)出過(guò)氧化氫在氧化鐵的催化下反應(yīng)的文字表達(dá)式：_____，該反應(yīng)屬_____反應(yīng)（填基本反應(yīng)類(lèi)型）

（2）完成上述實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)的測(cè)定需要用到如圖1中的部分裝置，請(qǐng)按組裝順序?qū)懗鏊�用到的裝置代號(hào)_____。

（3）用一定量10%的過(guò)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?zhuān)�產(chǎn)生氧氣的總量_____（選填“減小”“不變”或“增大”）。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和④對(duì)比可知，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，同理通過(guò)實(shí)驗(yàn)②和③對(duì)比可知，得出結(jié)論是_____。

查閱資料：將新制的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過(guò)氧化氫溶液，加熱到80℃時(shí)，才有較多氧氣產(chǎn)生，而相同質(zhì)量5%的過(guò)氧化氫溶液加入催化劑，常溫下就會(huì)立即產(chǎn)生氧氣。

（5）采用相同質(zhì)量5%的過(guò)氧化氫溶液，圖G虛線表示加熱分解制取氧氣的曲線，請(qǐng)你在該圖2中用實(shí)線畫(huà)出利用催化劑制取氧氣的大致曲線（假定兩種方法過(guò)氧化氫均完全分解）。_________

（6）同學(xué)們還想探究催化劑的顆粒大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率是否有影響，請(qǐng)你幫他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。___________

Answer 1

【答案】化學(xué)性質(zhì) 過(guò)氧化氫水+氧氣 分解 ABE 不變 反應(yīng)物濃度越大化學(xué)反應(yīng)速率越快 將等體積、等濃度且溫度相同的過(guò)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(cè)定生成40mL氧氣所需時(shí)間即可

【解析】

（1）催化劑具有“一變，兩不變”的特點(diǎn)，即能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，故要證明氧化鐵是過(guò)氧化氫分解的催化劑，還需要驗(yàn)證它在該反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)未發(fā)生改變，過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫水+氧氣，該反應(yīng)符合由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上的物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，屬于分解反應(yīng)；

（2）要探究氧化鐵能否加快過(guò)氧化氫的分解，需要有制取氧氣的裝置，故選擇A，還需要知道生成等體積的氧氣的裝置，故選擇BE；

（3）用一定量10%的過(guò)氧化氫溶液制氧氣，為了減小反應(yīng)速率，加適量的水稀釋?zhuān)�反�?yīng)物的質(zhì)量不變，則產(chǎn)物的質(zhì)量不變；

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)②和③對(duì)比可知，變量為反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度有關(guān)并且反應(yīng)物濃度越大化學(xué)反應(yīng)速率越快；

（5）由于過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下能分解放出氧氣，所以，利用催化劑制取氧氣的大致曲線為：；

（6）要探究催化劑的顆粒大小對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，可以將等體積、等濃度且溫度相同的過(guò)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(cè)定生成40mL氧氣所需時(shí)間，故填：將等體積、等濃度且溫度相同的過(guò)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(cè)定生成40mL氧氣所需時(shí)間即可。