Question

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。请回答相关问题。

（1）定性分析：如图1可通过观察        ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为0.05 mol/L Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是        。

（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是          。

（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示。

①写出H₂O₂在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式                 。

②实验时放出气体的总体积是         mL。

③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：    ＞    ＞    ＞    。

解释反应速率变化的原因                    。

④H₂O₂的初始物质的量浓度是             （请保留两位有效数字）。

Answer

（1）产生气泡的快慢（1分）；消除阴离子不同对实验的干扰（1分）

（2）产生40 mL气体所需的时间（1分）

（3）①2H2O22H2O+O2↑（1分）  ②60（1分）

③D C B A（1分）；随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢（1分）

④0.11 mol/L（1分）

【解析】

试题分析：⑴该反应中产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断；氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，答案为：两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；

⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，答案为：分液漏斗，关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；产生40ml气体所需要的时间。

⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；

）①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑；

②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60 mL；  

③根据图象结合v=知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A；

反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，

④设双氧水的物质的量为x，

2H2O22H2O+O2↑

2mol             22.4L

x                0.06L

x==0.0054mol，

所以其物质的量浓度==0.11 mol·L-1，故答案为：0.11 mol·L-1．

考点：考查探究化学规律；性质实验方案的设计。