题目内容

4．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究．
（1）实验一：取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下：


序号条件现象结论
温度/℃催化剂
140FeCl3溶液
220FeCl3溶液
320MnO2
420无
试回答：
①实验1、2研究的是温度对H2O2分解速率的影响．
②实验2、3的目的是比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异对H2O2分解速率的影响．
（2）实验二：经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．回答相关问题：
①定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论．
有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是排除阴离子的干扰．
②定量分析：如图乙所示，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测定一定时间内产生的气体（或测定产生一定体积的气体所需的时间）．
（3）实验三：已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显但不久突然褪色，反应速率明显加快．
①针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快．从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是催化剂（或硫酸锰或Mn2+的催化作用）的影响．
②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择最合理的试剂是B．
A．硫酸钾B．硫酸锰C．水D．氯化锰．

分析 实验一：①影响化学反应速率的因素很多，实验1、2使用相同的催化剂，就可以探究温度对H2O2分解速率的影响；
②实验2、3的温度相同，催化剂不同，则实验目的是探究不同催化剂对反应速率的影响；
实验二：①该反应中有气泡产生，可通过观察气泡判断反应速率；在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理；可以避免由于阴离子不同造成的干扰；
②根据图示装置及选取的试剂可知，实验目的是通过测定反应生成氢气快慢进行判断浓度对反应速率的影响，可以通过测定单位时间内生成气体体积偏大浓度对反应速率影响；
实验三：①影响反应速率的因素除了浓度、温度外，催化剂也影响反应速率；
②根据反应方程式可知，反应产物中锰离子随着反应的进行，浓度变化较大，反应前加入硫酸锰，根据反应速率大小判断锰离子是否在该反应中起到催化作用．

解答 解：实验一：（1）①实验1、2使用相同的催化剂，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，所以可以探究温度对H2O2分解速率的影响，
故答案为：温度；
②根据实验2、3的数据可知，实验2、3的温度相同，使用的催化剂不同，则实验目的是比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异，
故答案为：比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异；
实验二：（2）①定性比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，可以通过观察产生气泡的快慢来比较，产生气泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰，
故答案为：反应产生气泡的快慢；排除阴离子的干扰；
②为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，由图可知，可以通过测定一定时间内产生的气体或测定产生一定体积的气体所需的时间来比较，一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短，说明反应速率越快，
故答案为：测定一定时间内产生的气体（或测定产生一定体积的气体所需的时间）；
实验三：①对化学反应速率影响最快的是催化剂，故猜想还可能是催化剂的影响，
故答案为：催化剂（或硫酸锰或Mn2+的催化作用）；
②反应方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑中，浓度变化较大的为锰离子，所以选择的可以做催化剂的试剂应该含有锰离子，故只有B正确，
故答案为：B．

点评 本题考查化学反应速率的影响因素，题目难度中等，影响化学反应速率的外界条件除温度、浓度、压强、催化剂外，还有很多因素可以改变反应速率，如光辐射、超声波、电弧、激光、强磁场、反应物颗粒大小等，外界条件只是影响反应速率，决定化学反应速率的是物质本身的性质．

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