Question

4．实验设计和判断．为了研究过氧化氢分解速率，请回答下列问题．
（1）填写实验报告（填写空白处）

目的	操作（文字或图示）	实验现象
①催化剂 的影响
②温度的影响	分别在试管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中．
③浓度的影响	取两支试管分别加入5mL 5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液	看不到明显的 实验现象

（2）过氧化氢分解的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）如何改进③的实验因为浓度低很难看出不同，将两支试管同时放入盛有热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入1-2滴1mol/LFeCl₃溶液，观察产生气泡的速率．
（4）实验结论温度、催化剂、浓度等因素都是影响过氧化氢分解速率的外界因素．

Answer 1

分析 （1）探究催化剂对反应速率的影响，在盛有相同浓度的双氧水的试管中，其中一支试管中加入氯化铁，另一支试管中不变，根据反应产生气泡快慢进行判断；实验②探究温度对反应速率的影响，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率降低；
（2）过氧化氢在催化剂存在条件下分解生成氧气和水；
（3）没有明显现象，说明反应速率较小，从温度或催化剂对反应速率的影响角度分析；
（4）根据实验①②③的操作方法及现象判断实验结论．

解答 解：（1）实验①探究催化剂对反应速率的影响，操作方法可以为：5 mL 5% H₂O₂溶液，一支滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液（或MnO₂），对比A、B两支试管，加入催化剂的试管中有气泡产生，没有加入氯化铁溶液的试管中几乎没有气泡，说明有催化剂的反应速率快；根据实验②的操作方法可知，该实验目的是探究温度对反应速率的影响，在相同催化剂相同浓度下，温度高的产生气泡快，说明温度高反应速率快，
故答案为：

目的	操作（文字或图示）	实验现象
①	5 mL 5% H2O2溶液，一支滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液（或MnO2）；对比A、B两支试管，实验有催化剂和没有催化剂反应速率的不相同；	有气泡和几乎没有气泡；有催化剂反应速率快
②		相同催化剂相同浓度下，温度高气泡快，温度高速率快

（2）过氧化氢在催化剂存在时发生分解生成水和氧气，反应方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积，另取两支试管分别加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，试管A、B中均未见气泡产生，为加快反应速率，可从温度、或催化剂的影响角度考虑，
故答案为：因为浓度低很难看出不同，将两支试管同时放入盛有热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入1-2滴1mol/L FeCl₃溶液，观察产生气泡的速率；
（4）根据实验①、②、③可知，温度、催化剂、浓度等因素都是影响过氧化氢分解速率的外界因素，
故答案为：温度、催化剂、浓度等因素都是影响过氧化氢分解速率的外界因素．

点评 本题考查了影响化学反应速率的因素，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意熟练掌握温度、催化剂、浓度对反应速率的影响．