Question

19．探究Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果
實驗小組用如圖所示裝置，選取相關(guān)試劑，設(shè)計并進行以下實驗．忽略其他因素的影響，實驗中相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表：

實驗序號	5% H2O2溶液的體積（mL）	選用試劑	選用試劑體積（mL）	收集V mL O2所需時間（min）
①	10	蒸餾水	5	m
②	10	0.1mol/L CuSO4	v1	n
③	10	試劑M	5	p
④	10	0.1mol/L Na2SO4	5	m

（1）除上述裝置中的儀器及量筒外，還要用到的計量工具是秒表．為確保實驗的準確性，實驗前需檢查該裝置的氣密性，操作是關(guān)閉分液漏斗，打開止水夾，上下移動有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度變化，若干燥管中的液面與玻璃管中液面高度不一致，并保持一定的高度差，則氣密性良好．
（2）實驗①④的主要目的是證明硫酸根離子對H₂O₂分解無催化效果．
（3）實驗②中選用試劑的體積v₁=5mL．
（4）實驗③中選用的試劑M是Fe₂（SO₄）₃；若正確選用試劑進行實驗，測得收集V mL O₂所需時間m＞n＞p，由此得出的實驗結(jié)論是Fe³⁺對H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果更好．

Answer 1

分析 （1）本實驗是探究不同試劑對雙氧水分解反應(yīng)的催化效果，是一組對比實驗，根據(jù)不同試劑產(chǎn)生相同體積的氧氣所需要的時間判斷的，根據(jù)壓強差產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷裝置的氣密性；
（2）對比①④中的數(shù)據(jù)可知，兩個實驗分別用硫酸鈉和蒸餾水做對比實驗，以證明硫酸根對實驗的影響，因為在實驗②③中都會用到硫酸鹽；
（3）為做準確對比，實驗②所取的液體的體積與①③④中要一致；
（4）本實驗的目的是探究Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，所以要用含F(xiàn)e³⁺的鹽溶液做實驗，結(jié)合實驗④中的對比試劑可知M試劑應(yīng)選用Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)產(chǎn)生V mL O₂所需時間判斷反應(yīng)的快慢，時間越短，則催化效果越好．

解答 解：（1）本實驗是探究不同試劑對雙氧水分解反應(yīng)的催化效果，根據(jù)不同試劑產(chǎn)生相同體積的氧氣所需要的時間判斷的，在實驗過程中要測時間，所以還要用到的計量工具是秒表，檢查裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗，打開止水夾，上下移動有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度變化，
故答案為：秒表；關(guān)閉分液漏斗，打開止水夾，上下移動有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度變化，若干燥管中的液面與玻璃管中液面高度不一致，并保持一定的高度差，則氣密性良好；
（2）對比①④中的數(shù)據(jù)可知，兩個實驗分別用硫酸鈉和蒸餾水做對比實驗，根據(jù)收集相同體積的氧氣所用的時間可以證明硫酸根對實驗無影響，因為在實驗②③中都會用到硫酸鹽，
故答案為：證明硫酸根離子對H₂O₂分解無催化效果；
（3）為做準確對比，實驗②所取的液體的體積與①③④中要一致，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，選用試劑體積均為5mL，
故答案為：5；
（4）本實驗的目的是探究Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，所以要用含F(xiàn)e³⁺的鹽溶液做實驗，結(jié)合實驗④中的對比試劑可知M試劑應(yīng)選用Fe₂（SO₄）₃，根據(jù)產(chǎn)生V mL O₂所需時間判斷反應(yīng)的快慢，時間越短，則催化效果越好，由于測得收集V mL O₂所需時間m＞n＞p，則Fe³⁺對H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果更好，
故答案為：Fe₂（SO₄）₃；Fe³⁺對H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果更好．

點評 本題主要考查不同試劑對雙氧水的催化效果，題目難度中等，明確實驗?zāi)康募盎瘜W實驗基本操作方法為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>