Question

2．某課外興趣小組對(duì)H₂O₂的分解速率做了如下實(shí)驗(yàn)探究：
（1）下表是該小組研究影響過(guò)氧化氫（H₂O₂）分解速率的因素時(shí)采集的一組數(shù)據(jù)：用l0mL H₂O₂制取150mL O₂所需的時(shí)問(wèn)（s）

濃度 時(shí)間（s） 反應(yīng)條件	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
無(wú)催化劑、不加熱（t1℃）	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)	幾乎不反應(yīng)
無(wú)催化劑、加熱（t2℃）	360（a）	480	540	720
MnO2催化劑、加熱（t2℃）	10（b）	25	60	120

①驗(yàn)證影響反應(yīng)速率的因素時(shí)要考試控制變量．取相同濃度的H₂O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，上表反應(yīng)條件中考慮控制單因子變量的是溫度、濃度、催化劑．
②對(duì)照反應(yīng)條件a和b，可以說(shuō)明催化劑 因素對(duì)過(guò)氧化氫分解的速率有影響，該影響可具體表述為催化劑加快分解速率．
（2）將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO₂分別加入到5mL 5%的雙氧水中，并用帶火星的木條測(cè)試．測(cè)試結(jié)果加下．

催化劑（MnO2）	操作情況	觀察結(jié)果	反應(yīng)完成所需的時(shí)間
粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應(yīng)，帶火星的木條復(fù)燃	3min
塊狀		反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃	30min

①寫出加入MnO₂后H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②上述實(shí)驗(yàn)中，使用粉末狀催化劑和塊狀催化劑所得過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的反應(yīng)速率之比為10：1．

Answer 1

分析 （1）過(guò)氧化氫溶液是實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)證明時(shí)，要注意實(shí)驗(yàn)的控制變量，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；
（2）二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復(fù)燃，可知產(chǎn)物，由此可寫出方程式；由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及時(shí)間可知，接觸面積不同，反應(yīng)速率不同，時(shí)間與速率成反比．

解答 解：（1）①由表中給出的數(shù)據(jù)，無(wú)催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過(guò)氧化氫溶液都是幾乎不反應(yīng)，在無(wú)催化劑加熱的情況下，不同濃度的過(guò)氧化氫溶液都分解，說(shuō)明過(guò)氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)，但是得到相同氣體的時(shí)間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快，說(shuō)明過(guò)氧化氫的分解速率與濃度有關(guān)；比較同一濃度的過(guò)氧化氫溶液如30%時(shí)，在無(wú)催化劑加熱的時(shí)候，需要時(shí)間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時(shí)間是10s，說(shuō)明過(guò)氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)，
故答案為：溫度、濃度、催化劑；
②對(duì)照反應(yīng)條件a和b，濃度、溫度相同，則加催化劑的反應(yīng)速率快，故答案為：催化劑；催化劑加快分解速率；
（2）①H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②因在其他條件相同時(shí)，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應(yīng)所需時(shí)間短，說(shuō)明接觸面積對(duì)反應(yīng)速率有影響，使用粉末狀催化劑和塊狀催化劑所得過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的反應(yīng)速率之比為30min：3min=10：1，故答案為：10：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)探究，為高頻考點(diǎn)，把握表格中數(shù)據(jù)、反應(yīng)速率的影響因素、控制變量法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．