Question

氧化劑H2O2在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物，被稱為綠色氧化劑，因而受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。

Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2%H2O2溶液	無
②	10 mL 5%H2O2溶液	無
③	10 mL 5%H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
④	10 mL 5%H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液

 

(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是________。

同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�你�?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是________(填一種即可)。

(2)實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。

 

分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________。

Ⅱ.資料顯示，某些金屬離子對(duì)H2O2的分解起催化作用。為比較Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解的催化效果，該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

 

(1)某同學(xué)通過測(cè)定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過測(cè)量________或________來比較；

(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。解釋反應(yīng)速率變化的原因：________，計(jì)算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為________。(保留兩位有效數(shù)字，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)

 

Ⅲ.(1)為了加深對(duì)影響反應(yīng)速率因素的認(rèn)識(shí)，老師讓甲同學(xué)完成下列實(shí)驗(yàn)：

在Ⅱ中的實(shí)驗(yàn)裝置的錐形瓶?jī)?nèi)盛6.5 g鋅粒(顆粒大小基本相同)，通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸，10 s時(shí)收集產(chǎn)生的H2體積為50 mL(若折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2體積為44.8mL)，用鋅粒來表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為______g/s；

(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡理論，聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際，你認(rèn)為下列說法不正確的是________(填序號(hào))。

A．化學(xué)反應(yīng)速率理論可以指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品

B．勒夏特列原理可以指導(dǎo)怎樣使有限原料多出產(chǎn)品

C．催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效辦法

D．正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益

 

Answer 1

Ⅰ.(1)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中)　(2)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率

Ⅱ.(1)單位時(shí)間生成O2的體積；生成單位體積O2所需要的時(shí)間　(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢；0.11 mol/L

Ⅲ.(1)0.013　(2)C

 

【解析】Ⅰ.(1)實(shí)驗(yàn)①和②的不同點(diǎn)是反應(yīng)物的濃度不同，故這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；為了加快雙氧水分解，可以向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑，也可以將盛有反應(yīng)物的試管放入同一熱水浴中來提高反應(yīng)速率。(2)實(shí)驗(yàn)④是酸性環(huán)境、實(shí)驗(yàn)⑤是堿性環(huán)境。圖像中實(shí)驗(yàn)⑤的反應(yīng)速率最快，說明堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率；實(shí)驗(yàn)④的反應(yīng)速率最慢，說明酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。

Ⅱ.(1)可以通過測(cè)量單位時(shí)間產(chǎn)生O2的體積或生成單位體積O2所需要的時(shí)間來衡量H2O2的分解速率；

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H2O2的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減慢，到4分鐘時(shí)H2O2完全分解，標(biāo)準(zhǔn)狀況下共產(chǎn)生O260 mL，n(O2)≈2.68×10－3 mol，n(H2O2)＝2.68×10－3 mol×2＝5.36×10－3 mol，c(H2O2)＝5.36×10－3mol/0.05 L≈0.11 mol/L。

Ⅲ.標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為44.8 mL，故n(H2)＝0.002 mol，故n(Zn)＝0.002 mol，m(Zn)＝0.002 mol×65 g/mol＝0.13 g，反應(yīng)共用了10 s，故用鋅粒來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013 g/s。