Question

【题目】化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣，通过查阅资料了解到氧化铁也能加速氯酸钾的分解。为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，他们设计了实验装置，并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表：

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液体积/mL	过氧化氢溶液温度/℃	氧化铁的用量/g	收集40mL氧气所需时间/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)完成上述实验及数据的测定需要用到下图中的部分装置，请按组装顺序写出所用到的装置代号_________。

(2)通过实验①和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是_____________；通过实验②和③对比可知，化学反应速率与______________有关；通过实验_________和_________对比可知，氧化铁可以加快过氧化氢分解放氧的速率。

(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总质量（________） (选填“减小”“不变”或“增大”)。

(4)若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证它在该反应前后的（_________）和______________未发生改变。

(5)同学们还想探究催化剂的_________对化学反应速率是有影响，请你帮他们设计实验方案进行探究：_______________。

Answer 1

【答案】 ABE 温度越高，反应速率越快 反应物浓度 ① ② 不变 质量 化学性质 表面积 将等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液与颗粒大小不同但质量相同的氧化铁混合，测定生成40mL氧气所需时间即可

【解析】（1）探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解，属于固体与液体常温下反应，应选A装置，需要收集并验证气体的体积为40mL，需要装置BE，故为：ABE；

（2）实验①和④的变量为温度，通过实验①和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是温度越高，反应速率越快；实验②和③的变量为反应物浓度，通过实验②和③对比可知，化学反应速率与反应物浓度有关；实验①和②的变量为氧化铁的有无，通过实验①和②的对比可知，氧化铁可以加快过氧化氢分解产生氧气的速率；

（3）加水稀释过程中过氧化氢的质量不变，生成氧气的总质量不变；

（4）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，故要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变；

（5）催化剂表面积等对化学反应速率是有影响；可是设计对照实验：将等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液与颗粒大小不同但质量相同的氧化铁混合，测定生成40mL氧气所需时间即可；