Question

某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．

	分组实验	催化剂
①	10mL 5% H2O2溶液	无
②	10mL 2% H2O2溶液	无
③	10mL 5% H2O2溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液
④	10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液
⑤	10mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液

（1）写出实验③中H₂O₂分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：                ．

（2）实验①和②的目的是                     ．实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论．资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解．为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是                    ．

（3）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1．分析上图能够得出的实验结论：                           ．

（4）将0.1g MnO₂粉末加入50mL 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2所示．解释反应速率变化的原因：                 ，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为     ．（保留两位有效数字，在标准状况下测定）

（5）常温下H₂O₂溶液类似于二元弱酸溶液，H₂O₂的电离方程式为                    ．

Answer

（1）

（2）探究浓度对反应速率的影响；

向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）

（3）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

（4）随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；0.11mol/L （5）H2O2H++HO2-

【解析】

试题分析：（1）H2O2不稳定，受热分解生成水和氧气，一部分氧元素由-1价得电子生成-2价的水，另一部分氧元素由-1价生成0价的氧气，用双线桥法表示为：。

（2）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）。

（3）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，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。

（4）根据图像可知，反应速率逐渐减慢，原因是随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；根据图像，4 min时生成氧气达到最大值60mL，物质的量为0.06L÷22.4L/mol=0.0027mol，则反应的H2O2的物质的量为0.0054mol，H2O2的初始物质的量浓度为0.0054mol÷0.05L=0.11mol/L。

（5）常温下H2O2溶液类似于二元弱酸溶液，多元弱酸，分布电离，H2O2的电离方程式为H2O2H++HO2-。

【考点定位】考查探究影响化学反应速率的因素。

【名师点睛】本题考查探究影响化学反应速率的因素，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，难度中等。本题的考查形式有（1）以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应速率的影响；（2）给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应速率的影响。解答此类题的策略是：在研究影响化学反应速率因素时，由于外界影响因素较多，故若搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，从而理清影响实验探究结果的因素。