Question

4．實驗設計和判斷．為了研究過氧化氫分解速率，請回答下列問題．
（1）填寫實驗報告（填寫空白處）

目的	操作（文字或圖示）	實驗現象
①催化劑 的影響
②溫度的影響	分別在試管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中．
③濃度的影響	取兩支試管分別加入5mL 5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液	看不到明顯的 實驗現象

（2）過氧化氫分解的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）如何改進③的實驗因為濃度低很難看出不同，將兩支試管同時放入盛有熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入1-2滴1mol/LFeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率．
（4）實驗結論溫度、催化劑、濃度等因素都是影響過氧化氫分解速率的外界因素．

Answer 1

分析 （1）探究催化劑對反應速率的影響，在盛有相同濃度的雙氧水的試管中，其中一支試管中加入氯化鐵，另一支試管中不變，根據反應產生氣泡快慢進行判斷；實驗②探究溫度對反應速率的影響，升高溫度，反應速率加快，降低溫度，反應速率降低；
（2）過氧化氫在催化劑存在條件下分解生成氧氣和水；
（3）沒有明顯現象，說明反應速率較小，從溫度或催化劑對反應速率的影響角度分析；
（4）根據實驗①②③的操作方法及現象判斷實驗結論．

解答 解：（1）實驗①探究催化劑對反應速率的影響，操作方法可以為：5 mL 5% H₂O₂溶液，一支滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液（或MnO₂），對比A、B兩支試管，加入催化劑的試管中有氣泡產生，沒有加入氯化鐵溶液的試管中幾乎沒有氣泡，說明有催化劑的反應速率快；根據實驗②的操作方法可知，該實驗目的是探究溫度對反應速率的影響，在相同催化劑相同濃度下，溫度高的產生氣泡快，說明溫度高反應速率快，
故答案為：

目的	操作（文字或圖示）	實驗現象
①	5 mL 5% H2O2溶液，一支滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液（或MnO2）；對比A、B兩支試管，實驗有催化劑和沒有催化劑反應速率的不相同；	有氣泡和幾乎沒有氣泡；有催化劑反應速率快
②		相同催化劑相同濃度下，溫度高氣泡快，溫度高速率快

（2）過氧化氫在催化劑存在時發生分解生成水和氧氣，反應方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）影響化學反應速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強、催化劑、固體的表面積，另取兩支試管分別加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，試管A、B中均未見氣泡產生，為加快反應速率，可從溫度、或催化劑的影響角度考慮，
故答案為：因為濃度低很難看出不同，將兩支試管同時放入盛有熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入1-2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率；
（4）根據實驗①、②、③可知，溫度、催化劑、濃度等因素都是影響過氧化氫分解速率的外界因素，
故答案為：溫度、催化劑、濃度等因素都是影響過氧化氫分解速率的外界因素．

點評 本題考查了影響化學反應速率的因素，題目難度中等，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力，注意熟練掌握溫度、催化劑、濃度對反應速率的影響．