Question

某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素，进行以下实验。

（1）向100 mL稀硫酸中加入过量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：

时间/min	1	2	3	4	5
氢气体积/mL	50	120	232	290	310

①在0~1、1~2、 2~3、3-4、4~-5min各时间段中：

反应速率最大的时间段是____ min，主要的原因可能是____________。

反应速率最小的时间段是____ min，主要的原因可能是____________。

②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入_______（填序号）。

a Na₂CO₃溶液  b NaOH溶液   c 稀HNO₃    d 蒸馏水

（2）进行以下对比实验，并记录实验现象。

实验I：

实验II：另取两支试管分别加入5 mL5%H₂O₂溶液和5mL10%H₂O₂溶液，均未观察到有明显的气泡产生。

①双氧水分解的化学方程式是______________。

②实验I的目的是_________________。

③实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是__________。

Answer

2-3 该反应中放热使温度升高而加快反应速率，此时温度的影响起主要因素 4-5 该反应中消耗H+使H+浓度减小而减慢反应速率，此时H+浓度的影响起主要因素 d 2H2O2 2H2O+O2 其他条件相同时，探究温度对H2O2分解速率的影响 将两只试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两只试管中同时滴入2滴1mol/L的FeCl3溶液，观察产生气泡的速率

【解析】

(1)结合表中数据，根据影响化学反应速率的因素进行判断；

(2)②根据试管A、B实验操作的异同点判断实验I的目的。

(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min各时间段中，△V分别为50mL、(120-50)mL=70mL、（232-120）mL=112mL、(290-232)mL=58mL、(310-290)mL=20mL，所以反应速率最快的是2-3min、最慢的是4-5min； 在2-3min内反应放热，温度升高，速率加快，此时温度的影响起主要因素；在4-5min时，消耗H+使H+浓度减小而减慢反应速率，此时H+浓度的影响起主要因素；

②a．加Na2CO3溶液，硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故a错误；

b．加氢氧化钠溶液，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故b错误；

c．加稀HNO3溶液，硝酸具有强氧化性，和锌反应不生成氢气，不符合条件，故c错误；

d．加入水，氢离子浓度减小、反应速率减慢，氢离子总物质的量不变，则不影响氢气的生成量，所以符合条件，故d正确，答案选d；

(2)①过氧化氢分解生成水和氧气，反应方程式为2H2O2 2H2O+O2；

②分别在试管A、B中加入2 mL5% H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L 的FeCl3溶液，待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A、B中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃冷水的烧杯中，将试管B放入盛有40℃热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A的温度比试管B的温度低，说明研究的是其他条件相同时，探究温度对H2O2分解速率的影响；

③影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积等，为加快反应速率使反应现象明显，可从温度或催化剂的影响角度考虑，例如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 的FeCl3溶液，观察产生气泡的速率。