Question

6．实验探究题
（a）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响，甲设计以下对比实验：
①将3.0克氯酸钾和1.0克二氧化锰均匀混合加热；
②将3.0克氯酸钾和1.0克氧化铜均匀混合加热．
在相同温度下，比较两组实验产生氧气的快慢．
【猜想】除二氧化锰，氧化铜外，氧化铁也可以做氯酸钾分解的催化剂．
按下表进行实验：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好） 

实验编号	实验药品	分解温度/℃
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰（质量比1：1）	350
③	氯酸钾、氧化铜（质量比1：1）	370
④	氯酸钾、氧化铁（质量比1：1）	390

问题一：由实验①与实验④对比，证明猜想合理．实验所用的三种物质，催化效果最好的是二氧化锰．
（b）以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃）

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液质量/g	温度/℃	二氧化锰用量/g	氧气体积/mL	反应所需时间/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	0	125	148
④	30	12	90	0	125	82

问题二：（1）写出以上反应的文字或符号表达式过氧化氢$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（2）通过对比实验①和②可知，化学反应快慢与过氧化氢溶液浓度有关；通过对比实验③和④可知，化学反应快慢与温度有关．
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是序号①．
（4）本实验中测量氧气体积的装置（如图）应该选择：C．（填字母）
 
问题三：查阅资料得知，氧化铜、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．下列有关催化剂的说法中正确的是B．
A．二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂只能加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物．

Answer 1

分析 问题一、根据加入催化剂氯酸钾分解的温度分析；
问题二、（1）根据用过氧化氢制取氧气的反应写出反应的文字或符号表达式；
（2）根据表中的数据进行对比分析影响反应速率的因素；
（3）根据实验室操作简便且制取气体易收集的原则分析选择即可；
（4）根据氧气的密度和实验装置的特点分析；
问题三、根据催化剂的特点分析判断．

解答 解：问题一、由表中中的数据可知，实验所用的三种物质中二氧化锰是使氯酸钾分解的温度最低，催化效果最好．
问题二、（1）由题意可知，制取氧气的反应的文字或符号表达式是：过氧化氢$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）通过对比实验①和②可知，化学反应快慢与过氧化氢溶液浓度有关；通过对比实验③和④可知，化学反应快慢与温度有关．
（3）实验室用过氧化氢制取氧气要求反应简便易操作，所以采用不加热而加催化剂的方法进行较合适，从易于收集的角度反应的速度不能太快也不能太慢，所以最合适的条件是20℃时5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰．
（4）由于氧气的密度小于水的密度，所以实验中测量O₂体积的装置应该选择C；
问题三、A．MnO₂不只作过氧化氢溶液分解的催化剂，还能作其它反应的催化剂，例如氯酸钾受热分解制取氧气，也可以用二氧化锰作催化剂，故A错误；
B．同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂能改变化学反应的速率，而不是只能加快，还可能减慢化学反应速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，例如二氧化锰也是高锰酸钾受热分解制取氧气的生成物，故D错误．
故答为：
问题一：二氧化锰；
问题二：（1）过氧化氢$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧气或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）过氧化氢溶液的浓度；④
（3）①；（4）C；
问题三：B

点评 此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力．