Question

【题目】小红欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验：

实验一：取5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条，有气泡产生，木条不复燃；

实验二：向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星木条，无气泡产生；

实验三：________________，伸入带火星的木条，有大量气泡产生，木条复燃。

结论：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。

(1)请你帮小红同学填写实验三的操作_______________；

(2)实验二的目的是____________________；

(3)小张同学认为仅有上述实验还不能完全得出结论，理由是_________。

(4)小伟通过查资料发现过氧化氢分解除了用二氧化锰外，还有氧化铜(CuO)等物质做催化剂。

【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰的催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？

【设计实验】以生成等体积的氧气为标准，设计了下列机组实验(其他可能影响实验的因素均忽略)。

实验序号	KClO3的质量	其他物质的质量	温度	氧气的体积	反应所需时间
一	2.0g	/	3300C	100mL	t1
二	2.0g	CuO 0.5g	3300C	100mL	t2
三	2.0g	MnO2 0.5g	3300C	100mL	t3
四	2.0g	MnO2	3800C	100mL	t4

①若t1__________t2(填“大于”“等于”“小于”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。

②比较氧化铜和二氧化锰催化效果的实验组是________________；

③写出实验二中涉及反应的符号表达式_______________；

④将实验三和实验四对比，可得出化学反应快慢与温度的关系，那么实验四中控制MnO2的质量应为_______g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是______。

Answer 1

【答案】 向盛有5%的过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰 做对比实验， 与实验一和实验三分别做对比性质没变 没有证明反应前后二氧化锰的质量和化学 大于 实验二和实验三 0.5 温度越高，反应速率越快

【解析】（1）二氧化锰只是改变化学反应的速率，所以在设计实验时设计了三个对比实验，一个实验在试管中只放双氧水，双氧水也能分解产生氧气，但产生氧气的速度太慢；第二个实验，即放水，也放二氧化锰，不能很快的放出氧气；实验三，向上述试管中加入5mL5%过氧化氢溶液放二氧化锰，伸入带火星的木条；有大量气泡产生，火星的木条迅速复燃，剩余物中二氧化锰仍能加快过氧化氢的分解；（2）实验二的目的是：做对比实验，证明在水中加入二氧化锰不能产生氧气；（3）小张同学认为仅有上述实验还不能完全得出结论，理由是：在确定一种物质是催化剂时，不但要确定它能否改变化学反应的速率，还要确定它反应前后的质量和化学性质是否改变。(4) ①催化剂能改变化学反应速率，该实验中若，证明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，反应时间较短；②实验二和实验三中只有催化剂的种类不同，通过比较反应时间的长短，可以比较氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果较好；③实验二是氯酸钾在氧化铜的催化作用下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为：，④将实验三和实验四对比，可得出化学反应快慢与温度的关系，温度为变量，其他量应该相同，所以实验四中控制的质量应为0.5g ，若，则化学反应快慢与温度的关系是：温度越高，反应速率越快。