Question

7．Ⅰ．验小组对H₂O₂的分解做了如下探究．下表是该实验小组研究影响H₂O₂分解速率的因素时记录的一组数据，将质量相同但状态不同的MnO₂分别加入盛有15ml 5%的H₂O₂溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，结果如下：

MnO2	触摸试管情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	很烫	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5min
块状	微热	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30min

（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）实验结果表明，催化剂的催化效果与催化剂的颗粒大小有关．
Ⅱ．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，某研究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：
（3）定性分析：如图甲可通过观察产生气泡的快慢，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，其理由是控制阴离子相同，排除阴离子的干扰．

（4）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．图中仪器A的名称为分液漏斗，实验中需要测量的数据是收集40 mL气体所需要的时间．

Answer 1

分析 （1）在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气；
（2）比较两个实验知，这两个实验只有催化剂表面积不同其它因素完全相同，导致两个实验中化学反应速率不同；
（3）探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，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；
（4）该仪器是分液漏斗，催化效率越高，则一定时间内产生的气体越多．

解答 解：（1）在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）比较两个实验知，这两个实验只有催化剂表面积不同其它因素完全相同，导致两个实验中化学反应速率不同，所以影响催化效果的是催化剂的颗粒大小，故答案为：催化剂的颗粒大小；
（3）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；控制阴离子相同，排除阴离子的干扰；
（4）由图可知，A为分液漏斗．定量比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，可以通过测定产生40mL的气体所需的时间来比较．产生40mL的气体所需的时间越短，则催化效果越好，
故答案为：分液漏斗；收集40 mL气体所需要的时间．

点评 本题考查探究影响化学反应速率因素，侧重考查学生实验操作及实验分析、归纳总结能力，探究化学反应速率影响因素时必须只有一个因素不同其它因素必须完全相同，否则无法得出正确结论，如（3）将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，题目难度不大．