Question

6．實驗探究題
（a）為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速率的影響，甲設(shè)計以下對比實驗：
①將3.0克氯酸鉀和1.0克二氧化錳均勻混合加熱；
②將3.0克氯酸鉀和1.0克氧化銅均勻混合加熱．
在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生氧氣的快慢．
【猜想】除二氧化錳，氧化銅外，氧化鐵也可以做氯酸鉀分解的催化劑．
按下表進(jìn)行實驗：測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好） 

實驗編號	實驗藥品	分解溫度/℃
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀、二氧化錳（質(zhì)量比1：1）	350
③	氯酸鉀、氧化銅（質(zhì)量比1：1）	370
④	氯酸鉀、氧化鐵（質(zhì)量比1：1）	390

問題一：由實驗①與實驗④對比，證明猜想合理．實驗所用的三種物質(zhì)，催化效果最好的是二氧化錳．
（b）以下是某研究小組探究影響化學(xué)反應(yīng)快慢的一些因素的相關(guān)數(shù)據(jù)（常溫通常指20℃）

實驗序號	過氧化氫溶液濃度/%	過氧化氫溶液質(zhì)量/g	溫度/℃	二氧化錳用量/g	氧氣體積/mL	反應(yīng)所需時間/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	0	125	148
④	30	12	90	0	125	82

問題二：（1）寫出以上反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（2）通過對比實驗①和②可知，化學(xué)反應(yīng)快慢與過氧化氫溶液濃度有關(guān)；通過對比實驗③和④可知，化學(xué)反應(yīng)快慢與溫度有關(guān)．
（3）由上述實驗可知，實驗室用過氧化氫制取氧氣的最合適的條件是序號①．
（4）本實驗中測量氧氣體積的裝置（如圖）應(yīng)該選擇：C．（填字母）
 
問題三：查閱資料得知，氧化銅、硫酸銅、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是B．
A．二氧化錳只能作過氧化氫溶液分解的催化劑
B．同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C．催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D．用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物．

Answer 1

分析 問題一、根據(jù)加入催化劑氯酸鉀分解的溫度分析；
問題二、（1）根據(jù)用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)寫出反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式；
（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析影響反應(yīng)速率的因素；
（3）根據(jù)實驗室操作簡便且制取氣體易收集的原則分析選擇即可；
（4）根據(jù)氧氣的密度和實驗裝置的特點分析；
問題三、根據(jù)催化劑的特點分析判斷．

解答 解：問題一、由表中中的數(shù)據(jù)可知，實驗所用的三種物質(zhì)中二氧化錳是使氯酸鉀分解的溫度最低，催化效果最好．
問題二、（1）由題意可知，制取氧氣的反應(yīng)的文字或符號表達(dá)式是：過氧化氫$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）通過對比實驗①和②可知，化學(xué)反應(yīng)快慢與過氧化氫溶液濃度有關(guān)；通過對比實驗③和④可知，化學(xué)反應(yīng)快慢與溫度有關(guān)．
（3）實驗室用過氧化氫制取氧氣要求反應(yīng)簡便易操作，所以采用不加熱而加催化劑的方法進(jìn)行較合適，從易于收集的角度反應(yīng)的速度不能太快也不能太慢，所以最合適的條件是20℃時5%過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳．
（4）由于氧氣的密度小于水的密度，所以實驗中測量O₂體積的裝置應(yīng)該選擇C；
問題三、A．MnO₂不只作過氧化氫溶液分解的催化劑，還能作其它反應(yīng)的催化劑，例如氯酸鉀受熱分解制取氧氣，也可以用二氧化錳作催化劑，故A錯誤；
B．同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑，故B正確；
C．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而不是只能加快，還可能減慢化學(xué)反應(yīng)速率，故C錯誤；
D．用作催化劑的物質(zhì)可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物，例如二氧化錳也是高錳酸鉀受熱分解制取氧氣的生成物，故D錯誤．
故答為：
問題一：二氧化錳；
問題二：（1）過氧化氫$\stackrel{MnO_2}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）過氧化氫溶液的濃度；④
（3）①；（4）C；
問題三：B

點評 此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力．