Question

6．小明同学对影响化学反应速率的因素很好奇，他提出疑问：
（一）不同催化剂之间的催化效果是否一样呢？
（二）除了催化剂还有什么因素会影响化学反应的速率呢？
于是他进行了如下实验：
（一）不同催化剂之间的催化效果是否一样
实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出该化学反应的文字表达式：氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气
小明发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰（Mn0₂）、氧化铜（CuO）外，氧化铁（Fe₂0₃）也可以作KCl0₃分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行实验：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．

实验编号	实验药品	分解温度（℃）
①	KCl03	580
②	KCl03、Mn02（质量比1：1）	350
③	KCl03、CuO（质量比l：1）	370
④	KCl03、Fe203（质量比1：1）	390

【分析数据、得出结论】
（1）由实验①（填实验编号）与实验④对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是二氧化锰．
【反思】
若要证明Fe₂0₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和化学性质不变；
（二）除了催化剂还有什么因素会影响化学反应的速率
如表是小明同学组织的研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据．

实验 序号	H2O2溶液 浓度/%	H2O2溶液 体积/ml	温度/℃	MnO2的 用量/g	收集氧气 的体积/ml	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35		2	49.21
④	30	5	55		2	10.76

（1）通过实验① 和实验② 对比可知（填实验序号），化学反应速率与反应物的浓度有关；从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度有关．
（2）用一定量的质量分数为15%的过氧化氢溶液制氧气，在不影响产生氧气质量的前提下，为了减慢反应速率，可采取的措施是加水稀释过氧化氢溶液或降低温度．

Answer 1

分析 （一）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，写出反应的文字表达式即可．
（1）根据对照试验要求只有一个变量，其他条件都相同进行分析解答．．
（2）根据分解温度越低，催化效果越好，结合表中数据进行分析解答．
（3）根据催化剂的概念进行分析解答；
（二）（1）①②是过氧化氢浓度不同而其他条件相同，这种设计是验证反应物浓度对反应速度的影响；③④则是温度不同其他条件相同，是对温度影响化学反应速度的探究；
（2）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系．

解答 解：氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气．
（1）根据催化剂能改变化学反应的速率，可选择加催化剂和不加催化剂的进行比较分解温度即可，要想证明除Mn0₂、CuO外，Fe₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化剂，可选择实验①和实验④对比，证明猜想合理．
（2）分解时所需温度最低的，催化效果越好，则实验所用的三种物质，Mn0₂的催化效果最好．
（3）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质，故要证明Fe₂0₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变．
（二）
（1）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系；③④则是温度不同其他条件相同，明显是对温度影响化学反应速度的探究．
（2）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系，且反应物的浓度越大，化学反应速率越快，从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度有关，所以用一定量的质量分数为15%的过氧化氢溶液制氧气，在不影响产生氧气质量的前提下，为了减慢反应速率，可采取的措施是加水稀释过氧化氢溶液或降低温度．
故答案为：（一）氯酸钾$→_{加热}^{二氧化锰}$氯化钾+氧气；（1）①；（2）二氧化锰；（3）化学性质．（二）（1）：①；②；温度；（2）加水稀释过氧化氢溶液或降低温度．

点评 本题难度不大，掌握实验室制取氧气的反应原理、催化剂的概念等并能灵活运用是正确解答本题的关键．