Question

（8分）氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。

I.某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	加入物质
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 水
④	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 HCl溶液
⑤	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 NaOH溶液

（1）实验①和②的目的是探究________对反应速率的影响。

（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析该图能够得出的实验结论是___________。

II.资料显示，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用。为探究不同浓度的Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果，实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。

限选试剂：30% H₂O₂、0.1mol∙L^-1Fe₂（SO₄）₃、蒸馏水

（3）某同学通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢。实验时可以通过测量_________来比较。（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。

（4）参照下表格式，拟定实验表格，完整体现上述实验的方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

物理量 实验序号	V[30% H2O2]/mL		……
1	a		……
2	a		……

Answer

I.（1）浓度（2分）；

（2）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率（2分，答一个方面得1分，合理答案也给2分）

II.（3）相同时间内产生O2的体积 （2分，答“生成相同体积O2所需要的时间”得2分，未答到“相同时间”或“相同体积”得0分）

（4）（2分，设计不完整1分，通过水体积变化来体现Fe3+浓度变化等合理答案均得2分）

物理量

实验序号

V[30% H2O2]/mL

V[0.1mol∙L-1

Fe2（SO4）3]/mL

V[蒸馏水]/mL

t[时间]/s

V[O2]/mL

1

a

b

c

t

V1

2

a

c

b

t

V2

或

物理量

实验序号

V[30% H2O2]/mL

V[0.1mol∙L-1

Fe2（SO4）3]/mL

V[蒸馏水]/mL

V[O2]/mL

t[时间]/s

1

a

b

c

V

t1

2

a

c

b

V

t2

【解析】

试题分析：Ⅰ.（1）实验①和②的不同点是反应物的浓度不同，故这两个实验是探究浓度对反应速率的影响；为了加快双氧水分解，可以向反应物中加入等量同种催化剂，也可以将盛有反应物的试管放入同一热水浴中来提高反应速率。（2）实验④是酸性环境、实验⑤是碱性环境。图像中实验⑤的反应速率最快，说明碱性环境能增大H2O2分解的速率；实验④的反应速率最慢，说明酸性环境能减小H2O2分解的速率。

Ⅱ.（3）可以通过测量单位时间产生O2的体积或生成单位体积O2所需要的时间来衡量H2O2的分解速率；

（4）可以通过水体积变化来体现Fe3+浓度变化

物理量

实验序号

V[30% H2O2]/mL

V[0.1mol∙L-1

Fe2（SO4）3]/mL

V[蒸馏水]/mL

t[时间]/s

V[O2]/mL

1

a

b

c

t

V1

2

a

c

b

t

V2

或

物理量

实验序号

V[30% H2O2]/mL

V[0.1mol∙L-1

Fe2（SO4）3]/mL

V[蒸馏水]/mL

V[O2]/mL

t[时间]/s

1

a

b

c

V

t1

2

a

c

b

V

t2

考点：探究影响反应速率的影响因素