Question

为了研究外界条件对H₂O₂分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5mL 5%H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中。	试管A中产生气泡量减少；试管B中产生的气泡量增大。
②	另取两支试管分别加入5mL 5%H2O2溶液和5mL 10%H2O2溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生。

（1）过氧化氢分解的化学方程式为________。

（2）实验①的目的是________。

（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_______（用实验中所提供的几种试剂）。

（4）某同学在50 mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如下图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最快的是______（填“A”或“B”或“C”）。

 

（5）对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用。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甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

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

②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_________。

Answer

（2）研究温度对H2O2分解速率的影响     （2分）

（3）将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率 （2分）

（4）A              （1分）

（5）①溶液中气泡产生的速率  （1分）排除氯离子的干扰（其他合理答案也给分）（1分）

②收集40mL气体所需的时间（1分）（其它合理答案同样给分）

【解析】考查外界条件对反应速率的影响。

（1）过氧化氢在催化剂的作用下分解生成氧气和水，方程式为2H2O22H2O＋O2↑。

（2）根据实验过程中的操作可知，目的是研究温度对H2O2分解速率的影响。

（3）用于在实验中没有使用催化剂，且溶液的温度较低，双氧水的分解很慢，所以改进的方法是将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率。

（4）反应速率越快，反映在曲线上的斜率就越大，所以根据图像可知，A点反应速率最快。

（5）①由于反应中产生氧气，所以可通过观察溶液中气泡产生的速率来比较反应快慢。由于两种盐溶液中阴离子特，所以为排除阴离子不同而造成实验的不准确，用硫酸铁最好。

②要想定量分析，则必须测量收集40mL气体所需的时间来比较反应的快慢。