Question

8．某化學興趣小組在用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡的速率不一樣，同學們展開了探究．所用過氧化氫濃度為10%、20%，二氧化錳有細顆粒與粗顆粒兩種，實驗溫度為20℃、30℃，每次過氧化氫的用量為100mL、二氧化錳用量為2.0g．
【提出問題】過氧化氫溶液反應的快慢受哪些因素的影響呢？
【猜想與假設】a．可能與過氧化氫濃度有關； b．可能與溫度有關；
c．可能與二氧化錳的大小有關
【設計并實驗】

實驗編號	溫度（℃）	二氧化錳大小	過氧化氫濃度（均取100mL）	實驗目的
①	20	粗顆粒	20%	（Ⅰ）實驗①和②探究過氧化氫濃度對該反應速率的影響； （Ⅱ）實驗①和④探究溫度對該反應速率的影響； （Ⅲ）實驗①和實驗③探究二氧化錳大�。ù�、細）對該反應速率的影響．
②	20	粗顆粒	10%
③	20	細顆粒	20%
④	30	粗顆粒	20%

（1）請完成以上實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號．
（2）化學反應的實質(zhì)是微觀粒子相互接觸、碰撞的結(jié)果，化學反應速率與微觀粒子碰撞的概率有關．試從微觀角度解釋“反應物濃度越大，化學反應速率越快”的原因是反應物濃度越大，單位體積內(nèi)微觀粒子數(shù)目就越多，相互接觸發(fā)生反應的幾率就越大．
（3）通過實驗①和④探究，得出化學反應速率與溫度的關系是溫度越高，反應速率越快；
（4）同學們利用如圖1裝置，通過排水量來測定生成氧氣的體積，反應結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量準確），其主要原因是從分液漏斗流下的雙氧水占有一定的體積．

【數(shù)據(jù)整理】
實驗中O₂質(zhì)量隨時間變化的關系見如圖2，橫坐標表示時間，縱坐標表示氧氣質(zhì)量：
【分析數(shù)據(jù)】
（5）如圖所示有四條曲線，其中實驗③對應的曲線為B，即③-B．請寫出能反映其它三組實驗對應的曲線①-C，②-D，④-A．
【拓展】
（6）以上方法是通過測產(chǎn)生氣體快慢來判斷化學方應快慢，還可以反應物來判斷反應的快慢，你認為是固體減少的快慢．
影響過氧化氫分解速率的因素有很多，除了題目中探究的因素外，還有什么因素能影響反應速率，如二氧化錳顆粒大小、是否振蕩；請你設計實驗方案驗證你的猜想（含步驟，現(xiàn)象，結(jié)論）：取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間，濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑產(chǎn)生氣體的速率不同，不同種類的催化劑對影響反應的速率效果不同．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法的具體操作進行分析；
（2）根據(jù)反應物越濃在溶液中離子的密度會更大，離子間結(jié)合的機會更多，分析時應從微觀離子著手；
（3）根據(jù)則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學反應速度的探究進行分析；
（4）根據(jù)發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量標準），其主要原因是所收集水的體積包含了過氧化氫溶液的體積進行分析；
（5）根據(jù)反應的快慢可以確定同濃度溫度越高，反應越快．同溫度，濃度高反應快，同溫度同濃度表面積越大反應越快進行分析；
（6）根據(jù)判斷判斷化學反應的快慢，可以從氣泡的快慢，也可以從固體減少的快慢進行分析；
根據(jù)過氧化氫溶液是實驗室制取氧氣的重要藥品，在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結(jié)果的準確性進行分析．

解答 解：（1）依據(jù)控制變量法的正確操作可知，

實驗編號	溫度（℃）	二氧化錳大小	過氧化氫濃度（均取100mL）	實驗目的
①	20	粗顆粒	20%	（Ⅰ）實驗①和②探究過氧化氫濃度對該反應速率的影響； （Ⅱ）實驗①和④探究溫度對該反應速率的影響； （Ⅲ）實驗①和實驗③探究二氧化錳大�。ù�、細）對該反應速率的影響．
②	20	粗顆粒	10%
③	20	細顆粒	20%
④	30	粗顆粒	20%

（2）反應物濃度大時溶液中的離子數(shù)量較多，反應的接觸面較大反應速度自然變快；
（3）通過實驗①和④探究，得出化學反應速率與溫度的關系是溫度越高，反應速率越快；
（4）發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏大（水的體積測量標準），其主要原因可能是：當雙氧水從分液漏斗中流入錐形瓶時，會將錐形瓶中的一部分空氣排出并進入F裝置，導致量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值大得多；
（5）根據(jù)反應的快慢可以確定同濃度溫度越高，反應越快．同溫度，濃度高反應快．同溫度同濃度表面積越大反應越快，所以④-A；①-C；②-D；
（6）影響過氧化氫分解速率的因素還有催化劑的種類；可以取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可；會出現(xiàn)濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑產(chǎn)生氣體的速率不同的現(xiàn)象；于是我們可以得出結(jié)論說不同種類的催化劑對影響反應的速率效果不同．故答案為：催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可；濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑產(chǎn)生氣體的速率不同；不同種類的催化劑對影響反應的速率效果不同．
故答案為：（1）

實驗編號	溫度（℃）	二氧化錳大小	過氧化氫濃度（均取100mL）	實驗目的
①				實驗③
②
③	20
④	30

（2）反應物濃度越大，單位體積內(nèi)微觀粒子數(shù)目就越多，相互接觸發(fā)生反應的幾率就越大；
（3）溫度越高，反應速率越快；
（4）從分液漏斗流下的雙氧水占有一定的體積；
（5）C，D，A；
（6）固體減少的快慢；
二氧化錳顆粒大小、是否振蕩；
取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間，濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑產(chǎn)生氣體的速率不同，不同種類的催化劑對影響反應的速率效果不同．

點評 本題通過實驗探究的方式探究了影響化學反應速度影響的因素，利用控制變量的方法進行實驗探究，培養(yǎng)了學生分析問題解決問題的能力，認識了對化學反應速度影響的因素．