Question

實(shí)驗(yàn)室用H₂O₂分解反應(yīng)制取氧氣時(shí)，常加入催化劑以加快反應(yīng)速率，某研究性學(xué)習(xí)小組為研究催化劑FeCl₃的量對(duì)O₂生成速率的影響，設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)方案（見下表），將表中所給的試劑按一定體積混合后進(jìn)行反應(yīng)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào) 試劑	A	B	C
10% H2O2/mL	20.0	V1	V2
2mol/L  FeCl3/mL	0	5.0	10.0
H2O/mL	V3	V4	0

按要求回答下列問題：
（1）欲用如圖裝置來比較該反應(yīng)的反應(yīng)速率快慢，當(dāng)反應(yīng)物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測(cè)

 

推（計(jì)）算反應(yīng)速率．
（2）為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，則V₁=

 

，V₂=

 

；V₃=

 

，V₄=

 

．
（3）根據(jù)你所掌握的知識(shí)判斷，在上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率最快的可能是

 

（填“實(shí)驗(yàn)編號(hào)”）
（4）已知Fe³⁺催化H₂O₂分解的機(jī)理可分兩步反應(yīng)進(jìn)行，其中第一步反應(yīng)為：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則第二步反應(yīng)的離子方程式為：

 

．

Answer 1

分析：（1）可利用相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體體積或收集相同體積的氣體需要的時(shí)間比較反應(yīng)速率；
（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?yīng)使反應(yīng)物的濃度相同及總體積相同；
（3）實(shí)驗(yàn)中C使用的催化劑最多；
（4）總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，以此分析第二步反應(yīng)．

解答：解：（1）由裝置可知，針筒可收集氣體，則可利用相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體體積或收集相同體積的氣體需要的時(shí)間比較反應(yīng)速率，
故答案為：相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體體積或收集相同體積的氣體需要的時(shí)間；
（2）研究催化劑FeCl₃的量對(duì)O₂生成速率的影響實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?yīng)使反應(yīng)物的濃度相同及總體積相同，則V₁=V₂=20.0mL，由C可知總體積為30.0mL，則V₃=30.0-20.0=10.0mL，V₄=30.0-20.0-5.0=5.0mL，
故答案為：20.0；20.0；10.0；5.0；
（3）實(shí)驗(yàn)中C使用的催化劑最多，則反應(yīng)速率最快，故答案為：C；
（4）總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定及影響因素，注意研究催化劑對(duì)反應(yīng)的影響應(yīng)固定濃度等因素不變，注意控制變量，題目難度中等．