Question

4．影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法進行探究．
（1）實驗一：取等物質(zhì)的量濃度等體積H₂O₂溶液分別進行下列實驗，實驗報告如下：

序號	條件		現(xiàn)象	結論
	溫度/℃	催化劑
1	40	FeCl3溶液
2	20	FeCl3溶液
3	20	MnO2
4	20	無

試回答：
①實驗1、2研究的是溫度對H₂O₂分解速率的影響．
②實驗2、3的目的是比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對雙氧水分解反應速率影響的差異對H₂O₂分解速率的影響．
（2）實驗二：經(jīng)研究知Cu²⁺對H₂O₂分解也具有催化作用，為比較Fe³⁺和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定性分析：如圖甲可通過觀察反應產(chǎn)生氣泡的快慢，定性比較得出結論．
有同學提出將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，實驗時均以生成40mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略．實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體（或測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間）．
（3）實驗三：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時，發(fā)現(xiàn)開始一段時間，反應速率較慢，溶液褪色不明顯但不久突然褪色，反應速率明顯加快．
①針對上述實驗現(xiàn)象，某同學認為KMnO₄與H₂C₂O₄反應是放熱反應，導致溶液溫度升高，反應速率加快．從影響化學反應速率的因素看，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若用實驗證明你的猜想，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 實驗一：①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；
②實驗2、3的溫度相同，催化劑不同，則實驗目的是探究不同催化劑對反應速率的影響；
實驗二：①該反應中有氣泡產(chǎn)生，可通過觀察氣泡判斷反應速率；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；
②根據(jù)圖示裝置及選取的試劑可知，實驗目的是通過測定反應生成氫氣快慢進行判斷濃度對反應速率的影響，可以通過測定單位時間內(nèi)生成氣體體積偏大濃度對反應速率影響；
實驗三：①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；
②根據(jù)反應方程式可知，反應產(chǎn)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(jù)反應速率大小判斷錳離子是否在該反應中起到催化作用．

解答 解：實驗一：（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；
②根據(jù)實驗2、3的數(shù)據(jù)可知，實驗2、3的溫度相同，使用的催化劑不同，則實驗目的是比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對雙氧水分解反應速率影響的差異，
故答案為：比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對雙氧水分解反應速率影響的差異；
實驗二：（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(chǎn)生氣泡的快慢來比較，產(chǎn)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(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反應速率的影響，由圖可知，可以通過測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體或測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間來比較，一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體越多或產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間越短，說明反應速率越快，
故答案為：測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體（或測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間）；
實驗三：①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，
故答案為：催化劑（或硫酸錳或Mn²⁺的催化作用）；
②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，故只有B正確，
故答案為：B．

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