Question

7．為了研究外界條件對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題．

編號(hào)	操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡．	試管A中不再產(chǎn)生氣泡； 試管B中產(chǎn)生的氣泡量增大．
②	另取兩支試管分別加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見(jiàn)到有氣泡產(chǎn)生．

（1）過(guò)氧化氫分解的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)①的目的是探究溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響．
實(shí)驗(yàn)中滴加FeCl₃溶液的目的是加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易于觀察．
（3）實(shí)驗(yàn)②未觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�你提出的�?duì)上述操作的改進(jìn)意見(jiàn)是分別在兩支試管中加入等量的FeCl₃溶液（或?qū)�兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中）（用實(shí)驗(yàn)中所提供的幾種試劑）．
（4）某同學(xué)在50mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，則A、B、C三點(diǎn)所表示的瞬時(shí)反應(yīng)速率最慢的是C點(diǎn)的即時(shí)速率．
（5）對(duì)于H₂O₂分解反應(yīng)，Cu²⁺也有一定的催化作用．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)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

①定性分析：如圖甲可通過(guò)觀察，定性比較得出結(jié)論．有同學(xué)提出將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理，其理由是硫酸鐵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．
②定量分析：用圖乙所示裝置做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成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 （1）過(guò)氧化氫在催化劑存在條件下分解生成氧氣和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）試管A、B中除溫度不同外其他條件都相同，可知實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵禾骄繙囟葘?duì)H₂O₂分解速率的影響，氯化鐵在雙氧水的分解中起到了催化作用，溫度越高，H₂O₂分解速率越快；
（3）在不使用催化劑或加熱的條件下雙氧水分解很慢，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯可以加入等量的氯化鐵溶液或同時(shí)提高兩個(gè)試管溫度；
（4）該圖象橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示生成氣體的體積，時(shí)間越短生成的氣體越多，反應(yīng)速率越快；
（5）①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，硫酸鐵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；
②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=$\frac{△c}{△t}$可知，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40ml氣體所需要的時(shí)間．

解答 解：（1）過(guò)氧化氫分解，F(xiàn)eCl₃在此反應(yīng)中作催化劑，起催化作用，能加快過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 
（2）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入2 滴1mol/L FeCl₃溶液，待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)，說(shuō)明過(guò)氧化氫分解能發(fā)生，試管A、B中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中，將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，兩支試管不同點(diǎn)是試管A的溫度比試管B的溫度低，說(shuō)明研究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；開(kāi)始滴加FeCl₃溶液目的是作催化劑，加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易于觀察，試管A中溫度低，無(wú)明顯氣泡產(chǎn)生，試管B中溫度高出現(xiàn)大量氣泡，說(shuō)明溫度越高，H₂O₂分解速率越快，
故答案為：探究溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響；加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易于觀察；
（3）在不使用催化劑或加熱的條件下雙氧水分解很慢，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯可以分別在兩支試管中加入等量的FeCl₃溶液（或?qū)�兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中），
故答案為：分別在兩支試管中加入等量的FeCl₃溶液（或?qū)�兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中）；
（4）該圖象橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示生成氣體的體積，時(shí)間越短生成的氣體越多，反應(yīng)速率越快，所以速率最慢的為C，
故答案為：C點(diǎn)的即時(shí)速率；
（5）①氯化鐵和硫酸銅中陰陽(yáng)離子都不同，無(wú)法判斷是陰離子起作用還是陽(yáng)離子起作用，硫酸鐵和硫酸銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，所以將FeCl₃溶液改為Fe³⁺濃度相同的Fe₂（SO₄）₃溶液更為合理，
故答案為：硫酸鐵和硫酸銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；
②該反應(yīng)是通過(guò)生成氣體的反應(yīng)速率分析判斷的，所以根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$可知，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) 本題考查了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，試題側(cè)重考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意掌握溫度、濃度、催化劑等因素對(duì)反應(yīng)速率的影響．