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，實驗時均以生成40mL氣體為準，其它可能影響實驗的因素均已忽略．圖中儀器A的名稱為______，檢查該裝置氣密性的方法是______，實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是______．
（3）加入0.10mol MnO₂粉末于50mL 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(fā)生反應的化學方程式______．
②實驗時放出氣體的總體積是______mL．
③放出

1

3

氣體所需時間為______ min．
④反應放出

3

4

氣體所需時間約為______ min．
⑤A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為______＞______＞______＞______．
⑥解釋反應速率變化的原因______．
⑦計算H₂O₂的初始物質的量濃度______．（請保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）該反應中產(chǎn)生氣體，可根據(jù)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，
故答案為：產(chǎn)生氣泡的快慢，消除陰離子不同對實驗的干擾；
（2）A儀器名稱是分液漏斗，檢驗裝置氣密性的方法是：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，如果不恢復原位，則證明氣密性良好，否則不好；根據(jù)v=

△V

△t

知，還需要測定產(chǎn)生40mL氣體所需的時間，
故答案為：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(chǎn)生40mL氣體所需的時間；
（3）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：2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑；
②根據(jù)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，故答案為：60 mL；   
③放出

1

3

氣體體積是60 mL×

1

3

=20 mL，根據(jù)圖象知，需要的時間是1 min，故答案為：1 min；     
④反應放出

3

4

氣體體積為45mL，根據(jù)圖象知，所需時間在2-3分鐘之間，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小，2-3分鐘之間，平均反應速率=

(50-37)mL

1min

=13mL/min，產(chǎn)生8mL氧氣需要的時間=

8mL

13mL/mol

=0.6min，所以需要的時間為2.5～2.6min，故答案為：2.5～2.6min；
⑤根據(jù)圖象結合v=

△V

△t

知，A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為D＞C＞B＞A，故答案為：
D＞C＞B＞A；
⑥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，
故答案為：隨著反應的進行，濃度減小，反應速率減慢；
⑦設雙氧水的物質的量為x，
2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x=

2mol×0.06L

22.4L

=0.0054mol，
所以其物質的量濃度=

0.0054mol

0.05L

=0.11 mol?L^-1，故答案為：0.11 mol?L^-1．