4.(科学探究)兴趣小组同学在老师的带领下,探究影响过氧化氢分解速率的因素。
【提出问题】影响过氧化氢分解的因素有哪些?
【作出猜想】猜想1:催化剂的种类。猜想2:过氧化氢溶液的浓度。猜想3:温度。
【实验探究】同学们利用如图甲所示装置,以收集50 mL的气体为标准,比较反应的快慢,实验方案如下表所示:


(1)写出实验3发生反应的文字表达式:。
(2)对比实验1和2,得出的结论是。
(3)通过对比实验1和3以及结论,可知a的取值范围是。
(4)实验中,使用注射器的优点是。
【拓展延伸】在实验3探究中,同学们将注射器换成了压强传感器,测出了实验过程中装置内压强与时间的关系图(如图乙)。实验过程中,同学们触摸锥形瓶外壁,有发烫的感觉。至反应结束后,发生装置的温度慢慢趋于常温。
(5)实验中,过氧化氢反应结束是在(填字母)点。
(6)根据图乙所示,我们分析发现:反应速率在不断发生改变。反应过程中从开始到结束,影响反应速率的因素有(填两种)。
(7)图乙中,CD段压强降低的主要原因是。

4.(1) 过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气
(2) 过氧化氢溶液浓度越大,分解越快
(3) a＞37
(4) 便于观察收集气体的体积
(5) C
(6) 过氧化氢溶液浓度、温度
(7) 反应结束,温度逐渐降低到室温

【分析】
本题围绕影响过氧化氢分解速率的因素展开探究，需运用控制变量法分析实验变量，结合实验目的、图像信息及实验仪器的作用逐一解答问题：
1. 实验3的反应是过氧化氢在氧化铜催化下分解，需明确反应物、生成物和反应条件，书写文字表达式；
2. 对比实验1和2时，需确定控制的变量（催化剂种类、温度相同），唯一变量是过氧化氢浓度，据此推导结论；
3. 对比实验1和3时，变量为催化剂种类，需结合实验2的浓度对速率的影响，确定实验3的浓度范围；
4. 注射器用于收集气体，其作用是准确测量气体体积；
5. 压强随反应进行变化，反应结束后压强不再改变，据此判断反应结束的点；
6. 反应过程中，过氧化氢浓度逐渐降低，同时反应放热使温度变化，这两个因素影响反应速率；
7. CD段压强降低是因为反应结束后温度恢复到室温，压强减小。
【解析】
(1) 实验3中，过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气；
(2) 实验1和2中，催化剂种类、温度均相同，仅过氧化氢溶液浓度不同，浓度大的反应速率更快，因此结论为：过氧化氢溶液浓度越大，分解越快；
(3) 对比实验1和3，变量为催化剂种类，要使实验3的反应速率符合探究要求，结合实验2的结论，实验3的过氧化氢浓度应大于实验2的浓度，故a的取值范围是a＞37；
(4) 实验中使用注射器，可准确测量收集到的气体体积，优点是便于观察收集气体的体积；
(5) 反应结束后不再产生气体，装置内压强不再变化，由图乙可知，C点后压强保持不变，因此反应结束在C点；
(6) 反应过程中，过氧化氢不断被消耗，浓度逐渐降低，同时反应放热使装置温度升高，温度也会影响反应速率，因此影响反应速率的因素是过氧化氢溶液浓度、温度；
(7) CD段反应已结束，不再产生气体，装置温度逐渐降低至室温，导致装置内压强减小，因此压强降低。
【答案】
(1) 过氧化氢$\xrightarrow{氧化铜}$水+氧气
(2) 过氧化氢溶液浓度越大，分解越快
(3) a＞37
(4) 便于观察收集气体的体积
(5) C
(6) 过氧化氢溶液浓度、温度
(7) 反应结束，温度逐渐降低到室温
【知识点】
影响反应速率的因素、过氧化氢分解反应、实验仪器的作用
【点评】
本题为化学实验探究题，以影响过氧化氢分解速率的因素为探究主题，重点考查控制变量法的应用、实验现象与图像的分析能力，要求学生结合实验设计逻辑和图像信息推导结论，是初中化学的常考题型，注重实验探究核心素养的考查。
【难度系数】
0.6