Question

【题目】实验室常用二氧化锰作过氧化氢分解制氧气的催化剂。

[提出问题]催化剂的用量对反应速率是否有影响?

[设计实验](1)实验装置如图所示。

(2)实验记录:每次用30mL10%的过氧化氢溶液,采用不同量的二氧化锰粉末作催化剂进行实验,测定相关数据记录于下表中:

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化锰用量/g	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
待测数据

[分析](1)上述实验应该测定的“待测数据”可能是________________；装置中原有的空气对实验是否有干扰?____________，试说明原因:___________________________。

(2)若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更_____________(选填“大”或“小”),说明催化剂的用量越多,反应越快。

[实验与结果]经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。

[结论]_________________________。

[拓展](1)实验后对二氧化锰进行回收、称量,发现其质量与反应前相比____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)同一反应可用多种催化剂，为探究不同催化剂的催化效果,小组同学利用控制变量方法,探究氯化铁溶液和硫酸铜溶液对过氧化氢分解的催化效果,实验中的下列变量中,不需控制的是______________。

A 过氧化氢溶液的浓度和体积

B 催化剂的用量与浓度

C 反应温度，

D 反应开始的时间

Answer 1

【答案】量筒中收集到相同体积水所用时间(或相同时间内量筒中所收集到水的体积) 没有干扰 排入量筒内水的体积（产生气体的体积）等于进入集气瓶内气体的体积，与原有气体无关 大[或小，与(1)所填对应] 催化剂的用量在一定范围内对反应速率有影响 不变 D

【解析】

[分析]

(1)对有气体生成的反应，比较反应速率的的方法：比较相同时间内生成气体的多少，或比较产生相同体积的气体需要时间的多少，上述实验应该测定的“待测数据”可能是量筒中收集到相同体积水所用时间(或相同时间内量筒中所收集到水的体积)；装置中原有的空气对实验是没有干扰，原因: 排入量筒内水的体积（产生气体的体积）等于进入集气瓶内气体的体积，与原有气体无关；

(2)在过氧化氢分解的过程中，催化剂是加快反应速率，若第2次实验比第3次实验的“待测数据”是相同时间内产生的气体体积，数据是更大；如果是收集相同体积的气体，则需要的时间，则是数据更小，说明催化剂的用量越多，反应越快；

[结论]

经多次实验证明，第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率依次加快，第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。说明催化剂的用量在一定范围内对反应速率有影响；

[拓展]

(1)实验后对二氧化锰进行回收、称量，发现其质量与反应前相比不变；

(2)同一反应可用多种催化剂，为探究不同催化剂的催化效果，小组同学利用控制变量方法，探究氯化铁溶液和硫酸铜溶液对过氧化氢分解的催化效果。控制变量法也称作“变量唯一”，即对照实验间只有一个影响实验结果的因素不同，其他影响因素必须都相同。当探究不同物质的催化效果时，除催化剂的种类外，其他影响都必须相同。

A 过氧化氢溶液的浓度和体积，会影响反应速率，一定范围内，浓度越大，反应速率越快，需要控制；

B 催化剂的用量与浓度，会影响反应速率，一定范围内，催化剂质量越多，反应越快，需要控制；

C 反应温度，会影响反应速率，通常温度越高反应速率越快，需要控制；

D 反应开始的时间，与反应速率无关，不需要控制。

故选D。