Question

3．為比較Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）定性分析：如圖甲可通過(guò)觀察反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢現(xiàn)象，定性比較得出結(jié)論．有同學(xué)提出將CuSO₄改為CuCl₂更為合理，其理由是消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，
（2）定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略．圖中儀器A的名稱為分液漏斗，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間．
（3）加入0.10mol MnO₂粉末于50mL H₂O₂溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是60mL．
②A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)镈＞C＞B＞A．
③解釋反應(yīng)速率變化的原因隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)生成氣體的快慢分析；根據(jù)H₂O₂分解的催化作用有可能是陰離子起的作用，改為CuCl₂使陰離子相同，更為合理；
（2）A是分液漏斗；收集的氣體的體積相同，若比較反應(yīng)速率快慢，需要知道生成40mL氣體所需的時(shí)間；
（3）①根據(jù)圖象確定生成氧氣的體積；
②根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$比較反應(yīng)速率快慢；
③物質(zhì)的濃度與反應(yīng)速率成正比．

解答 解：（1）該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體，而且反應(yīng)放熱，所以可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢或反應(yīng)完成的先后或試管壁的冷熱程度來(lái)判斷；H₂O₂分解的催化作用有可能是陰離子起的作用，改為CuCl₂使陰離子相同，這樣可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，更為合理，
故答案為：反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢；消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；
（2）A是分液漏斗；收集的氣體的體積相同，若比較反應(yīng)速率快慢，需要知道生成40mL氣體所需的時(shí)間，
故答案為：分液漏斗；產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間；
（3）①根據(jù)圖象知，第4分鐘時(shí)，隨著時(shí)間的推移，氣體體積不變，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是60mL，
故答案為：60；   
②根據(jù)圖象結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$知，A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)镈＞C＞B＞A，
故答案為：D；C；B；A；
③原因：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減小，
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究催化劑、濃度等對(duì)反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)得到氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系確定影響反應(yīng)速率的因素，題目難度中等．