Question

為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學研究小組的同學分別設計了如圖1、2所示的實驗。請回答相關問題。

（1）定性分析：如圖1可通過觀察       ，定性比較得出結論。有同學提出將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，實驗時均生成40 mL氣體，其它可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數據是         。
（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL H₂O₂溶液中，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖3所示。
①寫出H₂O₂在二氧化錳作用下發生反應的化學方程式                。
②實驗時放出氣體的總體積是        mL。
③A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為：   ＞   ＞   ＞   。
解釋反應速率變化的原因                   。
④H₂O₂的初始物質的量濃度是            （請保留兩位有效數字）。

Answer 1

（1）產生氣泡的快慢（1分）；消除陰離子不同對實驗的干擾（1分）
（2）產生40 mL氣體所需的時間（1分）
（3）①2H₂O₂2H₂O+O₂↑（1分） ②60（1分）
③D C B A（1分）；隨著反應的進行，H₂O₂濃度減小，反應速率減慢（1分）
④0.11 mol/L（1分）

試題分析：⑴該反應中產生氣體，所以可根據生成氣泡的快慢判斷；氯化鐵和硫酸銅中陰陽離子都不同，無法判斷是陰離子起作用還是陽離子起作用；硫酸鈉和硫酸銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對實驗的干擾，答案為：兩支試管中產生氣泡的快慢；消除陰離子不同對實驗的干擾；
⑵儀器名稱分液漏斗，檢查氣密性的方法：關閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位；該反應是通過生成氣體的反應速率分析判斷的，所以根據v=知，需要測量的數據是產生40ml氣體所需要的時間，答案為：分液漏斗，關閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位；產生40ml氣體所需要的時間。
⑶從曲線的斜率可排知，反應速率越來越小，因為反應速率與反應物濃度成正比，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小；
）①在二氧化錳作催化劑條件下，雙氧水分解生成水和氧氣，反應方程式為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
②根據圖象知，第4分鐘時，隨著時間的推移，氣體體積不變，所以實驗時放出氣體的總體積是60 mL；  
③根據圖象結合v=知，A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為D＞C＞B＞A；
反應速率與反應物濃度成正比，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小，
④設雙氧水的物質的量為x，
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x==0.0054mol，
所以其物質的量濃度=="0.11" mol·L^-1，故答案為：0.11 mol·L^-1．