Question

催化劑在生產(chǎn)和科技領(lǐng)域起到重大作用。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)問題：

（1）定性分析：如圖甲可通過觀察                             ，定性比較得出結(jié)論。同學(xué)X觀察甲中兩支試管產(chǎn)生氣泡的快慢，由此得出Fe^3＋和Cu^2＋對(duì)H₂O₂分解的催化效果，其結(jié)論________(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________。

（2）定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是   　　        。

（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL 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)系如右圖所示。

①實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是           mL。

②放出1／3氣體所需時(shí)間為           min。

③計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度_____________。 （請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字）

④A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)開____＞____＞____＞____。

⑤ 解釋④反應(yīng)速率變化的原因  ___                         _____。

 

Answer 1

【答案】

（共14分）

（1）產(chǎn)生氣泡的快慢（2分）， 不合理（2分）　  陰離子種類不同（2分）

（2）產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間（1分）

①60 mL （1分）；  ②1 min （1分） ；③ 0.11 mol·L^－1（2分）；

④D>C>B>A （1分）； ⑤隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢 （2分）

【解析】

試題分析：：（1）比較反應(yīng)速率的大小可通過生成氣泡的快慢來判斷，比較金屬陽離子的催化效果要排斥陰離子的干擾，故答案為：產(chǎn)生氣泡的快慢；消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；

（2）檢驗(yàn)氣密性可通過關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉出一段，如活塞回到原位說明氣密性良好，比較化學(xué)反應(yīng)速率大小，可用生成相同體積氣體所需時(shí)間，或相同時(shí)間內(nèi)生成氣體的體積進(jìn)行判斷，故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會(huì)后看其是否回到原位；產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間；

（3）①H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；

②當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，生成氣體的體積最大為60ml，故答案為：60mL；4min；

③在加入催化劑的條件下隨著反應(yīng)物濃度的降低，反應(yīng)速率減小，故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢；

④根據(jù)方程式計(jì)算

2H₂O₂2H₂O+O₂↑

2mol 22.4L

n（H₂O₂） 0.06L

n（H₂O₂）=2mol×0.06L÷22.4L=0.00536mol，所以c（H₂O₂）=0.00536mol÷0.05L ="0.11" mol?L^-1，

故答案為：0.11 mol?L^-1。

考點(diǎn)：催化劑的作用

點(diǎn)評(píng)：本題考查催化劑的對(duì)照試驗(yàn)，題目較為綜合，涉及反應(yīng)速率、氣密性檢查、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等問題，題目難度較大，做題時(shí)注意把握該實(shí)驗(yàn)的氣密性的檢查問題。