Question

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验．

实验编号	实验操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5mL 5%（溶液浓度）　过氧化氢溶液，各滴入2滴相同浓度的CuSO4溶液，待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中	试管A中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大
②	另取两支试管分别加入5mL 5%过氧化氢溶液和5mL 10%过氧化氢溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生

（1）实验①中的目的是

 

．试验中滴加硫酸铜溶液的目的是

 

．
（2）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学打到实验目的，你设计的实验方案是

 

．
（3）对于过氧化氢分解反应制取氧气，硫酸铁溶液也有一定的催化作用，为比较硫酸铁和硫酸铜对过氧化氢分解的醉话效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．请回答相关问题：
如图所示，同学们分别从定性和定量的角度经行了比较
①定性分析，如图甲观察到加入硫酸铁的试管中产生气泡的速率比加入硫酸铜的要快，由此可得出的结论是

 

．
②定量分析，用图乙所示装置做对照试验，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．实验中需要测量的数据是

 

．
③为证明过氧化氢分解反应中硫酸铁为催化剂的方法是

 

．
（4）通过对上述实验过程的分析，在实验设计是，要考虑

 

方法的应用．

Answer 1

考点：影响化学反应速率的因素探究,催化剂的特点与催化作用

专题：科学探究

分析：（1）分析实验的过程可以知道，该实验是在不同的温度下进行实验，所以可以判断该反应是验证温度对过氧化氢分解速率的影响的；而实验中加入硫酸铜溶液的目的是加快过氧化氢溶液的分解速率的，可以据此解答；
（2）过氧化氢溶液的分解速率较慢，所以可以借助于硫酸铜溶液来进行判断；
（3）至于定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；
若定量分析反应的快慢可以收集一定体积的气体，时间短则反应快，可以据此解答；
催化剂反应前后质量和化学性质不变；
（4）在探究类似的影响反应速率的快慢的因素时通常采取控制变量法来进行实验．

解答：解：（1）分析实验①的过程可以知道，该实验是在不同的温度下进行实验，所以可以判断该实验是验证温度对过氧化氢分解速率的影响的；而实验中加入硫酸铜溶液的目的是加快过氧化氢溶液的分解速率的，使实验现象易于观察；
（2）过氧化氢溶液的分解速率较慢，所以可以借助于硫酸铜溶液来进行判断，故可以设计实验如下：将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入相同滴数、浓度一样的硫酸铜溶液，产生气泡的速率快的是10%的H₂O₂溶液，反之是5%的H₂O₂溶液；
（3）①至于定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢，所以如图甲观察到加入硫酸铁的试管中产生气泡的速率比加入硫酸铜的要快，由此可得出的结论是硫酸铁的催化效果好；
②若定量分析反应的快慢可以测定收集40mL的气体所需的时间，时间短则反应快；
③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反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，所为证明过氧化氢分解反应中硫酸铁为催化剂的方法是：硫酸铁能否改变过氧化氢分解的速率、硫酸铁的质量是否改变、硫酸铁锰的化学性质是否改变；
（4）在探究类似的影响反应速率的快慢的因素时通常采取控制变量法来进行实验．
故答案为：（1）研究温度对H₂O₂分解速率的影响；加快H₂O₂分解速率，使实验现象易于观察；
（2）将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入相同滴数、浓度一样的硫酸铜溶液，产生气泡的速率快的是10%H₂O₂溶液，反之是5%H₂O₂溶液；
（3）①硫酸铁的催化效果好； 
②收集40mL气体所需的时间；
③硫酸铁能否改变过氧化氢分解的速率、硫酸铁的质量是否改变、硫酸铁锰的化学性质是否改变；
（4）控制变量（或对比）．

点评：本考点主要考查氧气的制取装置和检查装置的气密性，同时也考查了催化剂的特点和化学方程式的书写，综合性比较强．