Question

12．某同學在實驗室進行實驗研究化學反應速率的影響因素．
Ⅰ．下表是研究性學習小組研究影響過氧化氫（H₂O₂）分解速率的因素時采集的一組數據：
用10mL H₂O₂溶液制取150mL氧氣所需的時間（單位：s）

濃   度 反應條件	30% H2O2	15% H2O2	10% H2O2	5% H2O2
無催化劑、不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑、加  熱	360	480	540	720
MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

請你分析回答：
（1）過氧化氫分解的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）該研究小組在設計方案時，考慮了濃度、溫度、催化劑等反應條件對過氧化氫分解速率的影響．
（3）從上述影響過氧化氫分解速率的因素中任選一個，說明該因素對分解速率有何影響？溫度升高化學反應速率加快（或反應物濃度增大化學反應速率加快；使用合適的催化劑化學反應速率加快）．
（4）某同學在10mL H₂O₂ 溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況）與反應時間的關系如圖所示，則A、B、C三點所表示的即時反應速率最慢的是C．
（5）若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，反應的離子方程式為MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．
Ⅱ．現提供下列實驗用品研究化學反應速率的影響因素．
實驗儀器：試管、燒杯、量筒、天平、秒表
實驗藥品：鋁片、鋁粉、0.5mol/L 鹽酸、5mol/L 鹽酸
①利用所提供實驗用品，可研究的化學反應速率的影響因素是鹽酸的濃度、鋁的表面積，
為了便于觀察，你建議記錄的數據是反應開始到停止所用的時間．
②若要研究溫度對化學反應速率的影響，還需用到的主要儀器是溫度計．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）過氧化氫在催化劑存在條件下分解生成水和氧氣；
（2）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，以確保實驗結果的準確性；
（3）分別根據溫度、濃度、催化劑對反應速率的影響角度解答；
（4）根據速率的表示方法和圖象橫坐標和縱坐標的意義解答；
（5）若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，同時還會生成氧氣和水，據此寫出反應的離子方程式；
Ⅱ．①①根據實驗藥品的不同點分析影響因素；根據v=$\frac{△V}{△t}$確定記錄數據；
②測量溫度的儀器是溫度計．

解答 解：Ⅰ．（1）過氧化氫分解的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根據表中給出的數據，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關；
故答案為：溫度；催化劑；
（3）分析表中數據可以看出，濃度越大，反應速率越快，加熱能加快過氧化氫的分解，有催化劑是分解速率快，
故答案為：溫度升高化學反應速率加快（或反應物濃度增大化學反應速率加快；使用合適的催化劑化學反應速率加快）；
（4）該圖象橫坐標表示時間，縱坐標表示生成氣體的體積，時間越短生成的氣體越多，反應速率越快，所以速率最慢的為C，
故答案為：C；
（5）若將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，同時生成氧氣和水，該反應的離子方程式為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O；
Ⅱ．①根據提供的藥品知，鹽酸的濃度不同、鋁的表面積不同，所以研究的化學反應速率的影響因素鹽酸的濃度和鋁的表面積；
根據v=$\frac{△V}{△t}$知，為了便于觀察，記錄的數據應該是反應時間，
故答案為：鹽酸的濃度、鋁的表面積；反應開始到停止所用的時間；
②若要研究溫度對化學反應速率的影響，還需要測量溫度的儀器-溫度計，
故答案為：溫度計．

點評 本題考查探究外界條件對反應速率的影響，題目難度中等，注意設計對照實驗時，其它條件必須相同，只有一個條件不同時才能得出正確結論，熟練掌握溫度、濃度、催化劑等條件對反應速率的影響為解答關鍵．