Question

5．小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂．于是，他对影响过氧化氢分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？过氧化氢分解速率与哪些因素有关？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验．

序号	5%过氧化氢溶液	其他物质	加热的温度	氧气的体积	反应所需时间
①	2.0g		330℃	100mL	t1
②	2.0g	CuO   0.5g	330℃	100mL	t2
③	2.0g	MnO2  0.5g	330℃	100mL	t3
④	2.0g	MnO20.5 g	380℃	100mL	t4

（1）若t₁＞t₂（填“＞”、“=”、“＜”），说明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率．若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的质量和化学性质不变．
（2）实验④中MnO₂的质量为0.5g，若t₃＞t₄，则化学反应快慢与温度的关系是温度越高，反应速率越快．
（3）写出实验④所涉及的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;\;MnO_{2}\;\;\;}}{380℃}$2H₂O+O₂↑．
【得出结论】氧化铜能作过氧化氢分解的催化剂，且催化效果较好．
【评价设计】你认为小雨设计实验②和实验③对比的目的是比较氧化铜和二氧化锰的催化效果．
【拓展延伸】小雨想，除了催化剂外，影响过氧化氢溶液分解还有哪些因素呢？如果你能帮小雨提出合理的假设并设计方案
假设：
方案：

Answer 1

分析 【设计实验】（1）如果氧化铜能加快过氧化氢的分解速率，实验②比实验①所用时间小；结合催化剂的特点，质量和化学性质在反应前后保持不变回答；
（2）根据表格中数据结合控制变量法进行分析；
（3）根据过氧化氢在二氧化锰做催化剂、380℃时分解生成水和氧气写出反应的方程式．
【评价设计】根据表格中数据结合控制变量法进行分析实验对比目的；
【拓展延伸】根据影响反应速率的因素设计实验．

解答 解：【设计实验】（1）如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间小；根据催化剂的特点，质量和化学性质在反应前后保持不变；故填：＞；化学性质；
（2）从图中数据看，实验④中控制MnO₂的质量为0.5g，若t₃＞t₄，则化学反应快慢与温度的关系是温度越高，反应速率越快；故填：0.5，温度越高，反应速率越快；（3）氯酸钾在二氧化锰做催化剂、380℃时分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;\;MnO_{2}\;\;\;}}{380℃}$2H₂O+O₂↑；
【评价设计】从图中数据看，过氧化氢的质量、温度、氧气的体积均相同，因此实验③和实验②对比的目的是探究氧化铜是否比二氧化锰的催化效果更好；故填：比较氧化铜和二氧化锰的催化效果；
（5）根据对照试验只有一个变量，这个变量可以为催化剂的颗粒大小设计对照试验；故填：催化剂的颗粒大小；取不同颗粒大小的同一催化剂与过氧化氢以相同质量比充分混合；②分别加热，测定收集等量氧气所需时间（合理即可）．

点评 本题是对不同催化剂对催化效果的探究，明确催化剂只是改变反应的速率，对反应的生成物及生成物的量都没有影响，本身的质量和化学性质在反应前后不变；并通过表格利用控制变量法进行对比分析得出结论．