Question

某同學(xué)探究外界條件對(duì)H₂O₂分解速率的影響，所用H₂O₂濃度為5%、10%，實(shí)驗(yàn)溫度為20℃、40℃，其他試劑有1mol/L FeCl₃ 溶液．每次實(shí)驗(yàn)H₂O₂的用量為2mL，F(xiàn)eCl₃溶液2滴．
（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	H2O2濃度/%	其它試劑	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	20	5	無	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)②和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)②和④探究H2O2濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響．
②	20	5	FeCl3 溶液
③
④

（2）實(shí)驗(yàn)④產(chǎn)生氣泡的速率比實(shí)驗(yàn)②快．分析引起反應(yīng)速率差異的原因是

 

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（3）廢舊印刷電路板的回收利用可實(shí)現(xiàn)資源再生．經(jīng)粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末．用H₂O₂ 和H₂SO₄ 的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅，溶液變成藍(lán)色，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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控制其它條件相同，印刷電路板的金屬粉末用10%H₂O₂和3.0mol/L H₂SO₄溶液處理，測(cè)得不同溫度下銅的平均溶解速率（見下表）

溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
銅的平均溶解速率 （×10-3 mol/（L?min））	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度的升高而下降，其主要原因是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的，選擇合適的溫度和雙氧水的濃度等條件；
（2）H₂O₂濃度增大，分解速率加快；
（3）溶液變成藍(lán)色，銅被氧化成銅離子：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度的升高而下降，其主要原因是：溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減�。�

解答： 解：（1）③、實(shí)驗(yàn)②和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，故②③的溫度不同，其他條件完全相同；
④、實(shí)驗(yàn)②和④探究H₂O₂濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，故②和④的H₂O₂濃度不同，其他條件相同；
故答案為：

③	40	5	FeCl3溶液	（2分）
④	20	10	FeCl3溶液	（2分）

（2）實(shí)驗(yàn)④產(chǎn)生氣泡的速率比實(shí)驗(yàn)②快，引起反應(yīng)速率差異的原因是：其他條件相同時(shí)，H₂O₂ 濃度增大，分解速率加快；  
故答案為：其他條件相同時(shí)，H₂O₂ 濃度增大，分解速率加快；  
（3）銅與H₂O₂ 和H₂SO₄ 反應(yīng)生成了硫酸銅，反應(yīng)方程式是：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；由于溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減�。�
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，注意題干信息要求，本題難度中等．