Question

9．某同學(xué)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率后，聯(lián)想到曾用H₂O₂制備氧氣，于是設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	催化劑
甲	試管中加入3mL 2%H2O2溶液和3滴蒸餾水	無(wú)
乙	試管中加入3mL 5%H2O2溶液和3滴蒸餾水	無(wú)
丙	試管中加入3mL 5%H2O2溶液和3滴蒸餾水	1mL 0.1mol/L FeCl3溶液
丁	試管中加入3mL 5%H2O2溶液和3滴稀鹽酸溶液	1mL 0.1mol/L FeCl3溶液
戊	試管中加入3mL 5%H2O2溶液和3滴NaOH溶液	1mL 0.1mol/L FeCl3溶液

【查閱資料】過(guò)氧化氫（H₂O₂），其水溶液俗稱雙氧水，常溫下是一種無(wú)色液體，性質(zhì)比較穩(wěn)定．在加熱的條件下，它能分解生成氧氣．研究表明，將新制的5%的H₂O₂溶液加熱到65℃時(shí)就有氧氣放出，加熱到80℃時(shí)就有較多氧氣產(chǎn)生．
（1）上述實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄糠磻?yīng)物的不同濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)丙、實(shí)驗(yàn)丁和實(shí)驗(yàn)戊的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄吭诓煌�酸堿性條件下，催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響．
（3）請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)查閱的資料分析H₂O₂的性質(zhì)，解釋實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)丙、丁、戊中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行收集，并在2分鐘內(nèi)6個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)注射器內(nèi)氣體進(jìn)行讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如表．

時(shí)間/s		20	40	60	80	100	120
氣體體積/mL	實(shí)驗(yàn)丙	9.5	19.5	29.0	36.5	46.0	54.5
	實(shí)驗(yàn)丁	8.0	16.0	23.5	31.5	39.0	46.5
	實(shí)驗(yàn)戊	15.5	30.0	44.5	58.5	71.5	83.0

①對(duì)實(shí)驗(yàn)戊，0～20s的反應(yīng)速率v₁=0.775mL/s，100～120s的反應(yīng)速率v₂=0.575mL/s．不考慮實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差，二者速率存在差異的主要原因是隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，H₂O₂溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減�。�
②如圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集到最大體積的氣體時(shí)所用時(shí)間繪制的圖象．曲線c表示的是實(shí)驗(yàn)丁（填“丙”、“丁”或“戊”）．

Answer 1

分析 （1）雙氧水在加熱的條件下，它能分解生成氧氣，據(jù)此寫出方程式；
（2）甲和乙實(shí)驗(yàn)中除雙氧水的濃度不同外其他條件都相同，可知實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)物的不同濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)丙、實(shí)驗(yàn)丁和實(shí)驗(yàn)戊中溶液的酸堿性不同，且比實(shí)驗(yàn)乙多了使用催化劑，可知這三個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究在不同酸堿性條件下，催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響；
（3）根據(jù)資料可知H₂O₂在常溫且無(wú)催化劑作用的條件下比較穩(wěn)定，則實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)和題中反應(yīng)速率的單位可知v=$\frac{{△V}_{氣體}}{△t}$，速率減小的原因是隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，H₂O₂溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減�。�
②由圖可知曲線c反應(yīng)速率最小，在三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)丁每次記錄的氣體體積都是最少的，說(shuō)明丁的速率最�。�

解答 解：（1）雙氧水在加熱的條件下，它能分解生成氧氣，方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）甲和乙實(shí)驗(yàn)中除雙氧水的濃度不同外其他條件都相同，可知實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)物的不同濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)丙、實(shí)驗(yàn)丁和實(shí)驗(yàn)戊中溶液的酸堿性不同，且比實(shí)驗(yàn)乙多了使用催化劑，可知這三個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究在不同酸堿性條件下，催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究反應(yīng)物的不同濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；探究在不同酸堿性條件下，催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響；
（3）根據(jù)資料可知H₂O₂在常溫且無(wú)催化劑作用的條件下比較穩(wěn)定，則實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />故答案為：H₂O₂在常溫且無(wú)催化劑作用的條件下比較穩(wěn)定，則實(shí)驗(yàn)甲和實(shí)驗(yàn)乙不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)和題中反應(yīng)速率的單位可知v₁=$\frac{{△V}_{氣體}}{△t}$=$\frac{15.5}{20}$mL/s=0.775mL/s，v₂=$\frac{{△V}_{氣體}}{△t}$=$\frac{83.0-71.5}{120-100}$mL/s=0.575mL/s，速率減小的原因是隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，H₂O₂溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減小，
故答案為：0.775；0.575；隨反應(yīng)的不斷進(jìn)行，H₂O₂溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減�。�
②由圖可知曲線c反應(yīng)速率最小，在三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)丁每次記錄的氣體體積都是最少的，說(shuō)明丁的速率最小，曲線c代表實(shí)驗(yàn)丁，
故答案為：丁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、速率的計(jì)算，知道濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，注意斜率與速率的關(guān)系，題目難度不大．