Question

4．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验．
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将4.0gKClO₃与0.5gMnO₂均匀混合加热
Ⅱ．将4.0gKClO₃与xgCuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢．
Ⅰ中反应的化学方程式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，Ⅱ中x的值应为0.5．
（2）乙探究了影响过氧化氢分解速度的某种因素．实验数据记录如下：

	过氧化氢溶液的质量	过氧化氢的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2体积
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16mL

本实验中，测量O₂体积的装置是C（填编号）
实验结论：在相同条件下，过氧化氢溶液的浓度越大，过氧化氢分解得越快．
丙用如图f装置进行实验，通过比较相同时间装置所减少的质量也能达到实验目的．
（3）还有哪些因素能影响过氧化氢溶液的分解速率？设计实验验证．

Answer 1

分析 （1）Ⅰ、根据氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下分解成氯化钾和氧气分析．
Ⅱ、根据控制双氧水的质量和质量分数相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果分析．
（2）测量氧气的体积采用的是排水法，将排出的水的用量筒收集起来，排出的水的体积就是氧气的体积；气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水，据此进行分析解答；根据表中实验数据和生成氧气所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻分析．
（3）根据控制变量法进行设计实验．

解答 解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用之下分解产生了氧气和氯化钾，该反应的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；控制催化剂质量相等，才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，所以Ⅱ中x的数值为0.5g．
（2）测量氧气的体积采用的是排水法，将排出的水的用量筒收集起来，排出的水的体积就是氧气的体积；气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水，要将瓶内的水排出来，A和B都不可以，应该选择C装置作为实验装置．
实验结论：从表中实验数据可知双氧水浓度越大，分解得越快．丙用如图装置进行实验，通过比较相同时间天平读数差值大小也能达到实验目的．
（3）过氧化氢溶液的分解速率的因素有：过氧化氢溶液的浓度、温度、催化剂的多少等，催化剂的质量为例，用相同浓度
、相同质量的过氧化氢溶液，加入不同质量的MnO₂，记录相同时间内产生O₂体积．
故答案为：（1）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑； 0.5；
（2）C；过氧化氢溶液的浓度越大
相同时间装置所减少的质量/减少相同的质量所需的时间
（3）催化剂的质量（或其他合理答案）
设计方案（或其他合理答案）

	过氧化氢溶液的质量	过氧化氢的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2体积
Ⅰ	50.0 g	2%	0.1	X mL
Ⅱ	50.0 g	2%	0.2 g	Y mL

通过比较相同时间内产生的O₂体积X和Y的大小，来判断催化剂的质量对速率的影响（或其他合理答案）

点评 本题难度适中，考查了影响化学反应速率的因素，掌握控制变量法的应用、量气装置等是正确解答本题的关键．