Question

 “分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。

【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，催化效果如何?

实验步骤                                                                                                               实验现象

I.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。                                                                                                           A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象

II.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。         试管中均产生气泡，带火星木条均复燃

III.将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag。    

IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。                                                                                                                       

【实验结论】

（1）由实验Ⅰ你可以得出的结论是                                                  ；

（2）实验II、III证明：氧化铁的               和                 在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；

（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的符号表达式                                     ；

【实验评价】

（4）若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是                                                     。

【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外，还有其它因素吗？以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。

实验序号	H2O2溶 液浓度%	H2O2溶液体积/mL	温度℃	MnO2的用量/g	收集氧气的体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

 

（5）通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与          有关；从实验         和        对比可知，化学反应速率与温度的关系是：                                  ；

（6）化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大，化学反应速率越快”的原因是：                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）氧化铁能加快过氧化氢分解的反应速率

（2）化学性质 质量

（3）H₂O₂ H₂O + O₂

（4）二氧化锰催化效果比氧化铁好

（5）反应物浓度（或浓度）③和④温度越高，化学反应速率越快

（6）反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快

【解析】

试题分析：（1）通过对比实验，说明氧化铁确实改变了过氧化氢分解的速率。

（2）实验Ⅱ说明氧化铁仍能对过氧化氢的分解起加快作用，说明其化学性质没有发生改变。实验Ⅲ通过两次称量，说明其质量在反应前后并没有发生改变。

（3）这个反应和二氧化锰作催化剂时的反应一样，只需将催化剂由二氧化锰转换成氧化铁即可。反应的化符号表达式为：H₂O₂H₂O + O₂

（4）由于D试管中用的是二氧化锰，若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快，可以得到的结论是二氧化锰催化效果比氧化铁好。

（5）实验①和②中唯一的不同是过氧化氢溶液的浓度，所以我们可以得出反应速率还与反应物的浓度有关。要得出化学反应速率与温度的关系，只需找到温度不同而其他条件完全相同的两个实验作对比，观察表格，容易发现实验③和④符合我们的要求，且它们之间的关系是：温度越高，化学反应速率越快。

（6）根据题目信息“化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果”，不难理解得出：反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快。

考点：催化剂概念的理解，化学反应速率影响因素的探究