Question

【題目】氧化劑H2O2在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物被稱為綠色氧化劑，因而受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

I.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2% H2O2溶液	無(wú)
②	10 mL 5% H2O2溶液	無(wú)
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_________________________________。同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你�?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是_________________________（填一種方法即可）。

（2）實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。

分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________。

II.資料顯示，某些金屬離子或金屬氧化物對(duì)H2O2的分解起催化作用。為比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）某同學(xué)通過(guò)測(cè)定O2的體積來(lái)比較H2O2的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量_______或______來(lái)比較。

（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)解釋化學(xué)反應(yīng)速率變化的原因：_____________。請(qǐng)計(jì)算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為________________(保留兩位有效數(shù)字)。

為探究MnO2在此實(shí)驗(yàn)中對(duì)H2O2的分解起催化作用，需補(bǔ)做下列實(shí)驗(yàn)（無(wú) 需寫(xiě)出具體操作）：/span>a._________________；b.___________________。

Answer 1

【答案】探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中） 堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率 相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積 生成相同體積O2所需要的時(shí)間 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢 0.11 mol·L－1 MnO2的質(zhì)量有沒(méi)有改變 MnO2的化學(xué)性質(zhì)有沒(méi)有改變

【解析】

I.（1）實(shí)驗(yàn)①和②中H2O2的濃度不同，其它條件相同，故實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繚舛葘?duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象是因?yàn)榉磻?yīng)太慢，那么就要采取措施加快反應(yīng)，可以向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中。

（2）從圖可以看出產(chǎn)生O2的最終體積相等，但溶液的酸堿性不同，反應(yīng)速率不同，在堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。

II.（1）通過(guò)測(cè)定O2的體積來(lái)比較H2O2的分解速率快慢時(shí)可以看相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積，或生成相同體積O2所需要的時(shí)間。

（2）從圖可以看出，反應(yīng)開(kāi)始后，在相同的時(shí)間內(nèi)生成的O2的體積逐漸減小，反應(yīng)速率變慢，那么造成反應(yīng)變慢的原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢；反應(yīng)在進(jìn)行到4min時(shí)O2的體積不再改變，說(shuō)明反應(yīng)完全，生成O2的物質(zhì)的量為：60×10-3L÷22.4L/mol=2.7×10-3mol，根據(jù)反應(yīng)2H2O2＝2H2O＋O2↑,生成2.7×10-3mol O2，需要消耗H2O2的物質(zhì)的量為5.4×10-3mol，則H2O2的物質(zhì)的量濃度為：5.4×10-3mol÷ 0.05L=0.11 mol·L－1；要探究MnO2是不是起到催化作用，根據(jù)催化劑在反應(yīng)中的特點(diǎn)：反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變，所以需要補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)來(lái)確定MnO2的質(zhì)量有沒(méi)有改變、MnO2的化學(xué)性質(zhì)有沒(méi)有改變。