Question

1．為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)，請回答下列問題．

編號	操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴等濃度 FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡．	試管A中不再產(chǎn)生氣泡；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2H₂O₂2H₂O+O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)①的目的是研究溫度對H₂O₂分解速率的影響．
（3）實(shí)驗(yàn)②未觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你提出的對上述操作的改進(jìn)意見是將兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時(shí)滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率 （用實(shí)驗(yàn)中提供的試劑）．
（4）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(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請回答相關(guān)問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察溶液中氣泡產(chǎn)生的速率，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，其理由是控制陰離子相同，排除陰離子的干擾．

Answer 1

分析 （1）在FeCl₃催化作用下，過氧化氫分解生成氧氣和水；
（2）實(shí)驗(yàn)①中試管A、B中只有溫度不同，滴加FeCl₃溶液雙氧水的分解速率增大，現(xiàn)象明顯；
（3）現(xiàn)象不明顯可以提高反應(yīng)速率，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素解答；
（4）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氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陽離子相同，更為合理．

解答 解：（1）過氧化氫分解，F(xiàn)eCl₃在此反應(yīng)中作催化劑，起催化作用，能加快過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率，其反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
（2）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)，說明過氧化氫分解能發(fā)生，試管A、B中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，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，兩支試管不同點(diǎn)是試管A的溫度比試管B的溫度低，說明研究的是溫度對反應(yīng)速率的影響，
故答案為：研究溫度對H₂O₂分解速率的影響；
（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強(qiáng)、催化劑、固體的表面積，另取兩支試管分別加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，試管A、B中均未見氣泡產(chǎn)生，為加快反應(yīng)速率，可從溫度、或催化劑的影響角度考慮，
故答案為：將兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時(shí)滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率；
（4）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)生氣泡快慢來判斷反應(yīng)速率大小，
H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陰離子相同，這樣可以控制陰離子相同，排除陰離子的干擾，更為合理，
故答案為：溶液中氣泡產(chǎn)生的速率；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾．

點(diǎn)評 本題主要考查外界條件對反應(yīng)速率的影響及催化劑的作用，側(cè)重于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，解答時(shí)須注意實(shí)驗(yàn)的原理，難度中等．