Question

5．為探究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)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

定性分析：（1）如圖甲所示可通過(guò)觀察兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢，定性比較得出結(jié)論．
（2）有同學(xué)提出試劑的選擇不妥，應(yīng)將FeCl₃改為更為Fe₂（SO₄）₃合理．
（3）H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生的反應(yīng)可分為兩步，第一步的方程式為：2MnO₂+H₂O₂=2HMnO₃，第二步的化學(xué)方程式為：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑，若第一步反應(yīng)慢第二步反應(yīng)快，則總反應(yīng)速率由第一步（填“第一步”或“第二步”）決定．
定量分析：（4）如圖乙所示，以實(shí)驗(yàn)時(shí)均生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(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：產(chǎn)生40ml氣體所需要的時(shí)間．

Answer 1

分析 定性分析：
（1）探究Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，根據(jù)反應(yīng)生成氣體的快慢分析；
（2）氯化鐵和硫酸銅溶液中陰離子不同，催化作用不能確定；
（3）二氧化錳是催化劑參與反應(yīng)過(guò)程，最后又生成，根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件寫出反應(yīng)方程式．
定量分析：
（4）該反應(yīng)是通過(guò)反應(yīng)速率分析的，所以根據(jù)v=$\frac{△V}{△t}$判斷．

解答 解：定性分析：
（1）該反應(yīng)中過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氣體，所以可根據(jù)生成氣泡的快慢判斷，通過(guò)觀察兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢，定性比較得出結(jié)論，
故答案為：兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢；
（2）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，應(yīng)將FeCl₃改為更為Fe₂（SO₄）₃ 合理，
故答案為：Fe₂（SO₄）₃；
（3）雙氧水在二氧化錳作用下生成水和氧氣，所以反應(yīng)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生的反應(yīng)可分為兩步，第一步的方程式為：2MnO₂+H₂O₂=2HMnO₃，第二步的化學(xué)方程式為：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑，若第一步反應(yīng)慢第二步反應(yīng)快，則總反應(yīng)速率由慢的一步?jīng)Q定，總反應(yīng)速率由第一步?jīng)Q定，
故答案為：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑；第一步；
定量分析：
（4）該反應(yīng)是通過(guò)生成氣體的反應(yīng)速率分析判斷的，所以根據(jù)v=$\frac{△V}{△t}$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，
故答案為：產(chǎn)生40ml氣體所需要的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了催化劑的作用及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，要會(huì)分析將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理的理由．