Question

為了研究外界條件對H₂O₂分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實驗，請回答下列問題。

編號	操作	實驗現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5%H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中。	試管A中產(chǎn)生氣泡量減少；試管B中產(chǎn)生的氣泡量增大。
②	另取兩支試管分別加入5mL 5%H2O2溶液和5mL 10%H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產(chǎn)生。

（1）過氧化氫分解的化學(xué)方程式為________。

（2）實驗①的目的是________。

（3）實驗②未觀察到預(yù)期的實驗現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達到實驗?zāi)康�，你提出的對上述操作的改進意見是_______（用實驗中所提供的幾種試劑）。

（4）某同學(xué)在50 mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應(yīng)速率最快的是______（填“A”或“B”或“C”）。

 

（5）對于H₂O₂分解反應(yīng)，Cu²⁺也有一定的催化作用。為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關(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。有同學(xué)提出將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理，其理由是_______。

②定量分析：用圖乙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是_________。

 

Answer 1

【答案】

（2）研究溫度對H₂O₂分解速率的影響     （2分）

（3）將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率 （2分）

（4）A              （1分）

（5）①溶液中氣泡產(chǎn)生的速率  （1分）排除氯離子的干擾（其他合理答案也給分）（1分）

②收集40mL氣體所需的時間（1分）（其它合理答案同樣給分）

【解析】考查外界條件對反應(yīng)速率的影響。

（1）過氧化氫在催化劑的作用下分解生成氧氣和水，方程式為2H₂O₂2H₂O＋O₂↑。

（2）根據(jù)實驗過程中的操作可知，目的是研究溫度對H₂O₂分解速率的影響。

（3）用于在實驗中沒有使用催化劑，且溶液的溫度較低，雙氧水的分解很慢，所以改進的方法是將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率。

（4）反應(yīng)速率越快，反映在曲線上的斜率就越大，所以根據(jù)圖像可知，A點反應(yīng)速率最快。

（5）①由于反應(yīng)中產(chǎn)生氧氣，所以可通過觀察溶液中氣泡產(chǎn)生的速率來比較反應(yīng)快慢。由于兩種鹽溶液中陰離子特，所以為排除陰離子不同而造成實驗的不準(zhǔn)確，用硫酸鐵最好。

②要想定量分析，則必須測量收集40mL氣體所需的時間來比較反應(yīng)的快慢。