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第二部分 专题五 类型五
1．(2018·深圳节选)小明进行H2O2溶液制O2的实验探究。结合下列过程，回答有关问题。
(2)FeCl3溶液作催化剂，向5 mL 5%的H2O2溶液中加入2滴一定浓度的FeCl3溶液，立即产生大量气泡。
【已知】FeCl3溶液中主要含有三种微粒：H2O、Fe3＋、Cl－
【问题】哪种微粒对H2O2溶液的分解起催化作用？
【假设】假设一：可能是H2O
假设二：可能是Fe3＋
假设三：可能是Cl－
【分析】①假设一不可能成立，理由是过氧化氢溶液中有水分子。
【实验】
操作
现象
其他条件不变，向H2O2溶液中加入NaCl溶液
无明显变化
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Na2SO4溶液
无明显变化
其他条件不变，向H2O2溶液中加入Fe2(SO4)3溶液
立即产生大量气泡
【结论】②假设二成立，而假设一和另一种假设不成立。
(3)催化剂比较
从循环利用的角度分析，MnO2(填化学式)更适合作该反应的催化剂。
2．实验探究一：课本第二单元课后作业中有“寻找新的催化剂”的探究内容，实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。
【提出问题】红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，效果如何？
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论及解释
Ⅰ.
A中无明显现象，B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
①产生的气体是氧气
②红砖粉末能改变过氧化氢分解速率
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液，反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
①又产生大量能使带火星木条复燃的气体
②滤渣质量等于a g
红砖粉末的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，能做过氧化氢分解的催化剂
续表
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实验步骤
实验现象
实验结论及解释
Ⅲ.
两试管中均产生气泡且加入二氧化锰的试管中产生气泡的速率比加入红砖粉末的快
红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好
【拓展应用】
已知CuSO4也可作为过氧化氢分解的催化剂。向101.2 g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液中加入2 g CuSO4粉末，充分反应后得到溶质质量分数为2%的溶液，则生成氧气3.2g。
实验探究二：实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某中学化学学习小组发现一瓶未密封的氢氧化钾固体，对其是否变质进行探究。
【提出猜想】1.未变质 2.部分变质 3.完全变质
【查阅资料】KOH与NaOH性质类似，也能与CO2反应而变质。写出KOH变质的化学方程式为2KOH＋CO2=== K2CO3＋H2O。
【设计实验】
(1)取少量样品于试管中配成溶液，滴加足量稀盐酸有气泡产生，则猜想1不成立。
(2)准确称取一定质量的固体样品，放在如图所示装置中进行实验，根据CO2的体积和密度计算变质产物的质量，从而确定变质情况。你认为这个方案是否可行，并说明理由。不可行，因为二氧化碳能溶于水，会导致测定的二氧化碳的体积偏小。
(3)请你另外设计一个方案，进一步探究变质情况
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量的样品配成溶液，先加入足量的氯化钙溶液，静置后滴加无色酚酞溶液
产生白色沉淀，溶液变红色
猜想2
成立
3.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，为了探究影响化学反应速率的因素，以过氧化氢分解为研究对象进行实验。
三个小组均采用如图装置进行实验，记录收集10 mL氧气的时间。实验室可供选择的试剂有：2.5%、5%、10%三种浓度的H2O2溶液和MnO2、CuO、红砖粉末。
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A组：探究催化剂对化学反应速率的影响
取5 mL 10%H2O2溶液，三次实验分别加入0.5 g MnO2、红砖粉末、CuO进行实验，记录数据如下：
试剂
MnO2
红砖粉末
CuO
t/s
10
60
20
由此得出结论：MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用，某同学对该结论提出疑问。
补充对比实验，操作为取5_mL_10%H2O2溶液于试管中，其中不加任何试剂，记录产生10_mL氧气的时间。
结果：长时间(大于100 s)，收集到很少量气体。
更正结论：红砖粉末有(选填“有”“无”)催化作用，三者中MnO2催化效率最高。
B组：探究浓度对化学反应速率的影响
甲同学：取10 mL 5%H2O2溶液，加入0.5 g MnO2为催化剂，进行实验，记录时间t1。
乙同学：取10 mL 2.5% H2O2溶液，加入0.5 g CuO为催化剂，进行实验，记录时间t2。
实验结果：t1＜t2。
结论：浓度越大，反应速度越快。
丙同学：对实验设计提出疑问，并补充实验取10_mL_2.5%H2O2溶液，加入0.5_g_MnO2为催化剂，进行实验，记录时间t3。
记录时间t3，且t1＜t3＜t2。
更正结论为：当催化剂相同时，反应物浓度越大，反应速率越快。
C组：探究温度对化学反应速率的影响。
取10 mL 5%H2O2溶液和0.5 g CuO为催化剂进行实验，两次实验分别将试管置于冰水浴和50℃热水浴记录时间t4、t5，且t4＞t5。
结论：当反应物浓度和催化剂相同时，温度越高，化学反应速率越快。
综上所述：①为了研究某一因素对化学反应速率的影响，必须控制外界其他因素相同。
②探究发现影响化学反应速率的因素有：催化剂的种类、反应物的浓度和反应温度。
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