Question

【题目】影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验方法进行探究。

(1)取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验，实验报告如下表所示（现象和结论略）。

①实验1、2研究的是__________对H2O2分解速率的影响。

②实验2、3的目的是_______________对H2O2分解速率的影响。

(2)查文献可知，Cu2＋对H2O2分解也有催化作用，为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：

①定性如图甲可通过观察_______，定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是_________。

②定量如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是__________。

(3)酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液可发生反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快。对此展开讨论：

①某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是______热反应，导致_______________；

②从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是________的影响。要证明你的猜想，实验方案是________________。

Answer 1

【答案】温度 不同催化剂（或比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂） 产生气泡的快慢 对照实验只有一条件不同（或避免由于阴离子不同造成的干扰）（或其他合理答案） 收集40 mL O2所需的时间 放 溶液温度升高，反应速率加快 催化剂（或生成的Mn2+催化作用） 取两组等浓度等体积的酸性KMnO4和草酸溶液实验，一组加入少量MnSO4固体，一组不加，比较反应速率

【解析】

影响化学反应速率的因素很多，实验1、2使用相同的催化剂，就可以探究温度对H2O2分解速率的影响．如果催化剂的催化效率高，则产生气泡快。在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果时，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰。催化效率越高，则一定时间内产生的气体越多；影响反应速率的因素除了浓度、温度外，催化剂也影响反应速率；根据反应方程式可知，反应产物中锰离子随着反应的进行，浓度变化较大，反应前加入硫酸锰，根据反应速率大小判断锰离子是否在该反应中起到催化作用。

(1)①实验1、2使用相同的催化剂，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，所以可以探究温度对H2O2分解速率的影响，故答案为：温度；

①试验2、3温度相同，使用不同的催化剂，故该实验比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异，故答案为：比较FeCl3溶液和MnO2两种催化剂对H2O2分解速率影响的差异；

(2)①定性比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，可以通过观察产生气泡的快慢来比较，产生气泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰，

故答案为：反应产生气泡的快慢；控制阴离子相同，排除阴离子的干扰；

②定量比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，由图可知，可以通过测定一定时间内产生的气体(或测定产生一定体积的气体所需的时间)来比较。一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短，则催化效果越好，故答案为：收集40mL气体所需时间；

(3)①实验时发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，反应速率明显加快，故该反应为放热反应，导致溶液温度升高，化学反应速率加快，故答案为：放；溶液温度升高，反应速率加快；

②对化学反应速率影响最快的是催化剂，故猜想还可能是催化剂的影响；反应方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑中，浓度变化较大的为锰离子，所以选择的可以做催化剂的试剂应该含有锰离子，故答案为：催化剂(Mn2+的催化作用)；用两组酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液作对比实验，一组加入少量MnSO4固体，一组不加，看反应速率快慢。