Question

【題目】實驗室常用二氧化錳作過氧化氫分解制氧氣的催化劑。

[提出問題]催化劑的用量對反應速率是否有影響?

[設計實驗](1)實驗裝置如圖所示。

(2)實驗記錄:每次用30mL10%的過氧化氫溶液,采用不同量的二氧化錳粉末作催化劑進行實驗,測定相關數據記錄于下表中:

實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳用量/g	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
待測數據

[分析](1)上述實驗應該測定的“待測數據”可能是________________；裝置中原有的空氣對實驗是否有干擾?____________，試說明原因:___________________________。

(2)若第2次實驗比第3次實驗的“待測數據”更_____________(選填“大”或“小”),說明催化劑的用量越多,反應越快。

[實驗與結果]經多次實驗證明，第1次實驗至第7次實驗中過氧化氫的分解速率依次加快，第7次實驗至第10次實驗所記錄的“待測數據”無明顯差異。

[結論]_________________________。

[拓展](1)實驗后對二氧化錳進行回收、稱量,發現其質量與反應前相比____________(選填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)同一反應可用多種催化劑，為探究不同催化劑的催化效果,小組同學利用控制變量方法,探究氯化鐵溶液和硫酸銅溶液對過氧化氫分解的催化效果,實驗中的下列變量中,不需控制的是______________。

A 過氧化氫溶液的濃度和體積

B 催化劑的用量與濃度

C 反應溫度，

D 反應開始的時間

Answer 1

【答案】量筒中收集到相同體積水所用時間(或相同時間內量筒中所收集到水的體積) 沒有干擾 排入量筒內水的體積（產生氣體的體積）等于進入集氣瓶內氣體的體積，與原有氣體無關 大[或小，與(1)所填對應] 催化劑的用量在一定范圍內對反應速率有影響 不變 D

【解析】

[分析]

(1)對有氣體生成的反應，比較反應速率的的方法：比較相同時間內生成氣體的多少，或比較產生相同體積的氣體需要時間的多少，上述實驗應該測定的“待測數據”可能是量筒中收集到相同體積水所用時間(或相同時間內量筒中所收集到水的體積)；裝置中原有的空氣對實驗是沒有干擾，原因: 排入量筒內水的體積（產生氣體的體積）等于進入集氣瓶內氣體的體積，與原有氣體無關；

(2)在過氧化氫分解的過程中，催化劑是加快反應速率，若第2次實驗比第3次實驗的“待測數據”是相同時間內產生的氣體體積，數據是更大；如果是收集相同體積的氣體，則需要的時間，則是數據更小，說明催化劑的用量越多，反應越快；

[結論]

經多次實驗證明，第1次實驗至第7次實驗中過氧化氫的分解速率依次加快，第7次實驗至第10次實驗所記錄的“待測數據”無明顯差異。說明催化劑的用量在一定范圍內對反應速率有影響；

[拓展]

(1)實驗后對二氧化錳進行回收、稱量，發現其質量與反應前相比不變；

(2)同一反應可用多種催化劑，為探究不同催化劑的催化效果，小組同學利用控制變量方法，探究氯化鐵溶液和硫酸銅溶液對過氧化氫分解的催化效果。控制變量法也稱作“變量唯一”，即對照實驗間只有一個影響實驗結果的因素不同，其他影響因素必須都相同。當探究不同物質的催化效果時，除催化劑的種類外，其他影響都必須相同。

A 過氧化氫溶液的濃度和體積，會影響反應速率，一定范圍內，濃度越大，反應速率越快，需要控制；

B 催化劑的用量與濃度，會影響反應速率，一定范圍內，催化劑質量越多，反應越快，需要控制；

C 反應溫度，會影響反應速率，通常溫度越高反應速率越快，需要控制；

D 反應開始的時間，與反應速率無關，不需要控制。

故選D。