Question

為比較Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖1、2所示的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。

（1）定性分析：如圖1可通過(guò)觀(guān)察       ，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl₃改為0.05 mol/L Fe₂(SO₄)₃更為合理，其理由是       。
（2）定量分析：如圖2所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均生成40 mL氣體，其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是         。
（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于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3所示。
①寫(xiě)出H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                。
②實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是        mL。
③A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)椋?u>   ＞   ＞   ＞   。
解釋反應(yīng)速率變化的原因                   。
④H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度是            （請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

（1）產(chǎn)生氣泡的快慢（1分）；消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾（1分）
（2）產(chǎn)生40 mL氣體所需的時(shí)間（1分）
（3）①2H₂O₂2H₂O+O₂↑（1分） ②60（1分）
③D C B A（1分）；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H₂O₂濃度減小，反應(yīng)速率減慢（1分）
④0.11 mol/L（1分）

解析試題分析：⑴該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體，所以可根據(jù)生成氣泡的快慢判斷；氯化鐵和硫酸銅中陰陽(yáng)離子都不同，無(wú)法判斷是陰離子起作用還是陽(yáng)離子起作用；硫酸鈉和硫酸銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，答案為：兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢；消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；
⑵儀器名稱(chēng)分液漏斗，檢查氣密性的方法：關(guān)閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過(guò)一會(huì)后看其是否回到原位；該反應(yīng)是通過(guò)生成氣體的反應(yīng)速率分析判斷的，所以根據(jù)v=知，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40ml氣體所需要的時(shí)間，答案為：分液漏斗，關(guān)閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過(guò)一會(huì)后看其是否回到原位；產(chǎn)生40ml氣體所需要的時(shí)間。
⑶從曲線(xiàn)的斜率可排知，反應(yīng)速率越來(lái)越小，因?yàn)榉磻?yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減��；
）①在二氧化錳作催化劑條件下，雙氧水分解生成水和氧氣，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
②根據(jù)圖象知，第4分鐘時(shí)，隨著時(shí)間的推移，氣體體積不變，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是60 mL；  
③根據(jù)圖象結(jié)合v=知，A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)镈＞C＞B＞A；
反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減小，
④設(shè)雙氧水的物質(zhì)的量為x，
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x==0.0054mol，
所以其物質(zhì)的量濃度=="0.11" mol·L^-1，故答案為：0.11 mol·L^-1．
考點(diǎn)：考查探究化學(xué)規(guī)律；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。