Question

【題目】實驗室用H2O2分解反應制取氧氣時，常加入催化劑以加快反應速率，某研究性學習小組為研究催化劑FeCl3的量對O2生成速率的影響，設計了如下三組實驗方案（見下表），將表中所給的試劑按一定體積混合后進行反應。

實驗編號 試劑	A	B	C
10% H2O2/mL	20.0	V1	V2
2 mol·L-1 FeCl3/ mL	0	5.0	10.0
H2O/ mL	V3	V4	0

按要求回答下列問題：

（1）欲用圖裝置來比較該反應的反應速率快慢，檢查該裝置氣密性的方法是_______。

（2）當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測____________________推(計)算反應速率。

（3）為實現(xiàn)實驗目的，則V4=____。

（4）已知Fe3+催化H2O2分解的機理可分兩步反應進行，其中第一步反應為：2Fe3+ + H2O2 =2Fe2+ + O2↑+ 2H+，則第二步反應的離子方程式為：___________________。

（5）讀數時發(fā)現(xiàn)，量氣裝置左端液面低于右端液面，則測得的氣體體積_____填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】關閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水至兩端產生液面差，記錄刻度，靜置一段時間后，刻度不變，證明氣密性良好 相同時間內收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時間 5 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 偏小

【解析】

（1）檢查裝置氣密性之前必須形成密閉系統(tǒng)，通過改變系統(tǒng)中的壓強判斷；

（2）由反應速率公式可知，當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測定相同時間內收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時間來計算化學反應速率；

（3）研究催化劑FeCl3的量對O2生成速率的影響實現(xiàn)實驗目的，應使反應物的濃度相同及總體積相同；

（4）總反應減去第一步反應為第二步反應；

（5）由PV=nRT判斷可得。

（1）檢查裝置氣密性之前必須形成密閉系統(tǒng)，通過改變系統(tǒng)中的壓強判斷，則檢查裝置氣密性的方法是關閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水形成密閉系統(tǒng)，若加水至兩端產生液面差后，靜置一段時間，液面差不變，證明裝置氣密性良好，故答案為：關閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水至兩端產生液面差，記錄刻度，靜置一段時間后，刻度不變，證明氣密性良好；

（2）由反應速率公式可知，當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測定相同時間內收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時間來計算化學反應速率，故答案為：相同時間內收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時間；

（3）研究催化劑FeCl3的量對O2生成速率的影響實現(xiàn)實驗目的，應使反應物的濃度相同及總體積相同，則V1=V2=20.0mL，由C可知總體積為30.0mL，則V4=30.0-20.0-5.0=5.0mL，故答案為：5.0；

（4）總反應為2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反應為2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，則總反應減去第一步反應為第二步反應2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

（5）讀數時發(fā)現(xiàn)，量氣裝置左端液面低于右端液面，說明裝置中壓強高于外界大氣壓，由PV=nRT可知，測得的氣體體積偏小，故答案為：偏小。