Question

1．Ⅰ．為了探究外界條件對H₂O₂分解速率的影響，有同學利用實驗室提供的惡意棄和試劑進行了如下實驗，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />試劑：5%H₂O₂溶液，10%H₂O₂溶液，1mol•L^-1FCl₂溶液、MnO₂粉末．
儀器：試管、膠頭滴管、酒精燈．
（1）實驗目的：探究溫度對化學反應速率的影響
實驗步驟：分別向A、B兩支試管中加入5mL5%H₂O₂溶液，將試管A放入5℃水浴中，將試管B放入40℃水浴中，同時分別向兩試管中加入2-3滴1mol•L^-1FeCl₂溶液，觀察實驗現(xiàn)象．
實驗現(xiàn)象：試管B（填A或B）中產生氣泡的速率快，說明升高溫度可加快H₂O₂的分解速率．
（2）實驗目的：探究濃度對化學反應速率的影響．
實驗步驟：向試管A中加入5mL5%H₂O₂溶液，向試管B中加入5mL10%H₂O₂溶液，觀察實驗現(xiàn)象．
實驗現(xiàn)象：試管A、B中均有少量氣體緩慢產生．
請你改進實驗方案，使該實驗的實驗現(xiàn)象更為明顯，以支撐“濃度改變會影響化學反應速率”這一理論預測．再同時向試管A和B中加入1mL1mol/L的FeCl₃溶液
（3）實驗目的：探究催化劑對化學反應速率的影響．
實驗步驟：分別向試管A和B中加入5mL5%H₂O₂溶液后，再向試管B中加入1mL1mol•L^-1的FeCl₂溶液，觀察實驗現(xiàn)象．
你認為方案（3）的設計是夠嚴謹？否（填是或否）．說明理由試管B中加入1mL的FeCl₃溶液會使H₂O₂的濃度降低．
Ⅱ．請設計“以鎂與不同濃度稀硫酸反應探究濃度對化學反應速率影響”的實驗方案．
實驗中可供選擇的試劑與用品：鎂帶（密度1.74g•cm^-1、寬度0.5cm、厚度0.05cm）砂紙、剪刀、1.0mol•L^-1的硫酸、蒸餾水、恒溫水浴箱、試管、量筒、秒表．
實驗方案：①取兩支試管，向其中一支試管加入4mL1.0mol/L稀硫酸，另一支試管加入2mL 1.0mol/L稀硫酸和2mL蒸餾水，振蕩混勻，將兩支試管置于恒溫水浴中；
②剪取長度相同的用砂紙打磨過的2段鎂帶；
③將兩段鎂帶分別置于兩支試管中，并用秒表記錄鎂帶從投入到消失所需要的時間．．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）探究溫度對反應速率的影響，升高溫度可加快反應速率；
（2）提供催化劑，加快反應速率，現(xiàn)象更為明顯；
（3）只有一支試管中加入了氯化鐵溶液，與另一支試管形成對比試驗，探究催化劑對化學反應速率的影響；加入的1mL溶液會對B試管溶液進行稀釋，使?jié)舛劝l(fā)生改變；
Ⅱ．保證鎂帶完全一樣，放在兩只大小一致的試管中，加入相同體積不同濃度的硫酸溶液，保證相同溫度，記錄開始反應至結束所需的時間．

解答 解：（1）A、B兩支試管中加入5mL5%H₂O₂溶液，B中的溫度比A高，故試管B中產生氣泡的速率快，說明升高溫度可加快H₂O₂的分解速率，故答案為：B；升高溫度可加快H₂O₂的分解速率；
（2）再同時向試管A和B中加入1mL1mol/L的FeCl₃溶液，作為催化劑，加快反應速率，現(xiàn)象更為明顯，故答案為：再同時向試管A和B中加入1mL1mol/L的FeCl₃溶液；
（3）只有一支試管中加入了氯化鐵溶液，與另一支試管形成對比試驗，探究催化劑對化學反應速率的影響；但此方案設計不合理，因為加入的1mL溶液會對B試管溶液進行稀釋，使?jié)舛劝l(fā)生改變，故答案為：探究催化劑對化學反應速率的影響；否；
試管B中加入1mL的FeCl₃溶液會使H₂O₂的濃度降低；
Ⅱ．保證鎂帶完全一樣，放在兩只大小一致的試管中，加入相同體積不同濃度的硫酸溶液，保證相同溫度，記錄開始反應至結束所需的時間，方案如下：
①取兩支試管，向其中一支試管加入4mL1.0mol/L稀硫酸，另一支試管加入2mL 1.0mol/L稀硫酸和2mL蒸餾水，振蕩混勻，將兩支試管置于恒溫水浴中；
②剪取長度相同的用砂紙打磨過的2段鎂帶；
③將兩段鎂帶分別置于兩支試管中，并用秒表記錄鎂帶從投入到消失所需要的時間，
故答案為：①取兩支試管，向其中一支試管加入4mL1.0mol/L稀硫酸，另一支試管加入2mL 1.0mol/L稀硫酸和2mL蒸餾水，振蕩混勻，將兩支試管置于恒溫水浴中；
②剪取長度相同的用砂紙打磨過的2段鎂帶；
③將兩段鎂帶分別置于兩支試管中，并用秒表記錄鎂帶從投入到消失所需要的時間．

點評 本題考查了探究影響反應速率的因素，實驗方案的設計，難度一般，注意試驗過程中單一變量研究方法的使用，為易錯點．