Question

1．H₂O₂是常用的漂白劑和氧化劑，在環(huán)境保護、醫(yī)藥、化學合成等方面有重要的作用．
Ⅰ．為探究影響H₂O₂分解速率的因素，某實驗小組進行了如下實驗：
實驗1：在相同的條件下，向一支試管中加入2mL5%H₂O₂和1mLH₂O，向另一支試管中加入2mL5%H₂O₂和1mLFeCl₃溶液，觀察并比較實驗現(xiàn)象．
實驗2：
將質(zhì)量相同但狀態(tài)不同的MnO₂分別加入盛有15mL5%的H₂O₂溶液的大試管中，并用帶火星的木條測試，實驗結(jié)果如下：

MnO2	觸摸試管情況	觀察結(jié)果	反應完成所需的時間
粉末狀	很燙	劇烈反應，帶火星的木條復燃	3.5min
塊狀	微熱	反應較慢，火星紅亮但木條未復燃	30min

回答下列問題：
（1）H₂O₂的分解反應是放熱反應（填放熱或吸熱）．
（2）實驗1的目的是研究FeCl₃對H₂O₂分解反應速率的影響，加入1mLH₂O的作用是保持兩支試管中H₂O₂的濃度相等．
（3）實驗2的實驗結(jié)果表明，催化劑的催化效果與催化劑接觸面積有關(guān)．
（4）實驗室檢驗Fe³⁺的實驗方法是取少量的FeCl₃溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色．
Ⅱ．一條件下，H₂O₂在水溶液中發(fā)生復分解反應的過程中，實驗測得不同時間H₂O₂的物質(zhì)的量濃度如下表：

t/min	0	20	40	60	80
C（H2O2）/mol•L-1	0.80	0.40	0.20	0.10	0.05

（1）該分解反應0～40min的平均反應速率v（H₂O₂）為0.015mol•L^-1•min^-1．
（2）如果反應所用的H₂O₂溶液為200mL，則0～80min共產(chǎn)生O₂2.4g．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 Ⅰ（1）由實驗現(xiàn)象可知，反應放熱還是吸熱；
（2）對比實驗中所用到的試劑，判斷出加FeCl₃溶液的目的是研究FeCl₃對H₂O₂分解反應速率的影響，加1mLH₂O是為了讓兩支試管中H₂O₂的濃度相等；
（3）由實驗現(xiàn)象可知催化劑作用大小的影響因素；
（4）實驗室檢驗某溶液是否含有Fe³⁺，常用的試劑為硫氰化鉀溶液；
Ⅱ（1）根據(jù)反應速率V=$\frac{△c}{△t}$計算；
（2）依據(jù)化學方程式定量關(guān)系計算得到．

解答 解：Ⅰ（1）根據(jù)觸摸試管的感覺可知，該反應為放熱反應，故答案為：放熱；
（2）一支試管中加入2mL5%H₂O₂和1mLH₂O，另一支試管中加入2mL5%H₂O₂和1mLFeCl₃溶液，可以得出反應物雙氧水的濃度一致，唯一的變量是另一支試管中加了1mLFeCl₃溶液，判斷出加FeCl₃溶液的目的是研究FeCl₃對H₂O₂分解反應速率的影響，加1mLH₂O是為了讓兩支試管中H₂O₂的濃度相等，故答案為：研究FeCl₃對H₂O₂分解反應速率的影響；保持兩支試管中H₂O₂的濃度相等；
（3）因在其他條件相同時，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應所需時間短，說明接觸面積對反應速率有影響，
故答案為：催化劑接觸面積；
（4）實驗室檢驗某溶液是否含有Fe³⁺，常用的試劑為硫氰化鉀溶液，向溶液中加入硫氰化鉀溶液，若溶液變成血紅色，證明溶液中存在鐵離子，否則溶液中不存在鐵離子，
故答案為：取少量的FeCl₃溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色．
Ⅱ（1）該分解反應0～40min的平均反應速率v（H₂O₂）$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.80mol•{L}^{-1}-0.20mol•{L}^{-1}}{40min}$=0.015mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.015mol•L^-1•min^-1；
（2）如果反應所用的H₂O₂溶液為200mL，0～80min溶質(zhì)改變的物質(zhì)的量=0.2L×（0.80-0.05）mol/L-=0.15mol，由化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，2H₂O₂～O₂，得到產(chǎn)生O₂ 0.075mol，
氧氣的質(zhì)量為：0.075mol×32g/mol=2.4g，故答案為：2.4．

點評 本題考查通過化學實驗分析催化劑影響化學反應速率的問題，題目難度中等，注意把握由數(shù)據(jù)及反應現(xiàn)象推斷結(jié)論，鐵離子的檢驗方法是�？键c，難度不大，注意反應速率概念的理解應用，題目較簡單．