Question

過氧化氫對環(huán)境友好，性質(zhì)多樣，有很重要的研究和應(yīng)用價(jià)值．
（1）實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)2H₂O₂

催化劑  .

2H₂O+O₂↑可制備氧氣．
①取等物質(zhì)的量濃度等體積H₂O₂溶液分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，研究外界條件對該反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示．

序號(hào)	條件		現(xiàn)象	結(jié)論
	溫度/℃	催化劑
1	40	溶液
2	20	溶液
3	20
4	20	無

實(shí)驗(yàn)1、2研究的目的是

 

對H₂O₂分解速率的影響．
實(shí)驗(yàn)2、3的目的是

 

對H₂O₂分解速率的影響．
實(shí)驗(yàn)中可以表明該反應(yīng)速率差異的現(xiàn)象是

 

．
②實(shí)驗(yàn)室用MnO₂做該反應(yīng)的催化劑，使用如1圖所示裝置的A部分制備O₂，避免反應(yīng)過于劇烈的操作是

 

．
（2）Na₂O₂與水反應(yīng)也可生成O₂，某同學(xué)取4gNa₂O₂樣品與過量水反應(yīng)，待反應(yīng)完全終止時(shí)，得100mL溶液X和448mLO₂（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），該同學(xué)推測樣品中含有雜質(zhì)或反應(yīng)中生成H₂O₂，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．
①取少量X于試管中，滴加FeCl₂溶液，立即生成紅褐色沉淀，則反應(yīng)的離子方程式為

 

．
②為減小實(shí)驗(yàn)誤差，量氣時(shí)應(yīng)：a：視線平視b：上下移動(dòng)量氣管，使兩邊液面平齊c：冷卻至室溫．正確的操作順序是

 

③通過如圖2所示整套實(shí)驗(yàn)裝置測定Na₂O₂樣品的純度，假設(shè)所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)，取25mLX，滴入燒瓶內(nèi)使其與過量KMnO₄酸性溶液反應(yīng)，最終生成56mLO₂（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則此樣品中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）①通過比較表格中的數(shù)據(jù)的異同點(diǎn)進(jìn)行解答；
②根據(jù)分液漏斗的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)過氧化鈉與水反應(yīng)的方程式以及高錳酸鉀與過氧化氫反應(yīng)，利用物質(zhì)的量相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）①影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有溫度、溶液的濃度和催化劑，通過比較表格中的數(shù)據(jù)的異同點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)1、2溫度不同，實(shí)驗(yàn)1為40℃，實(shí)驗(yàn)2為20℃，實(shí)驗(yàn)2、3的不同點(diǎn)是使用了不同的催化劑，所以比較FeCl₃溶液和MnO₂作為催化劑對H₂O₂分解反應(yīng)速率影響的差異性，H₂O₂分解生成氧氣，根據(jù)氧氣的氣泡數(shù)可推測反應(yīng)的速率，故答案為：溫度；不同催化劑；產(chǎn)生氣泡的快慢；
②過氧化氫在FeCl₃溶液催化的作用下分解，反應(yīng)過于劇烈，可控制滴加的量控制反應(yīng)的速率，分液漏斗帶有玻璃活塞，旋轉(zhuǎn)分液漏斗的活塞，控制滴加H₂O₂溶液的速率，
故答案為：旋轉(zhuǎn)分液漏斗的活塞，控制滴加H₂O₂溶液的速率；
（2）①Fe²⁺能被H₂O₂氧化為Fe³⁺在堿性溶液中會(huì)生成紅褐色沉淀2Fe（OH）₃所以反應(yīng)離子方程式為2Fe²⁺+4OH^-+H₂O₂=2Fe（OH）₃↓；
故答案為：2Fe²⁺+4OH^-+H₂O₂=2Fe（OH）₃↓；
②因?yàn)榕懦龅臍怏w是需要用排出的水的體積衡量的，而反應(yīng)前后的量筒溫度是不同的，因此，反應(yīng)終止應(yīng)該先停止加熱，待體系恢復(fù)到室溫時(shí)，才取出導(dǎo)管．這一步操作跟通常的實(shí)驗(yàn)不同，所以停止加熱時(shí)導(dǎo)管的出口要高于量筒內(nèi)的液面，此時(shí)即使不取出導(dǎo)管而停止加熱，也不會(huì)造成水的倒吸；停止加熱、回到室溫后，將量筒下移以調(diào)節(jié)量筒內(nèi)的液面與水槽一致，此時(shí)量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)也為大氣壓，讀數(shù)才是正確的；所以正確的操作順序?yàn)椋篶使氣體都冷卻至室溫；c調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；a讀取量筒內(nèi)氣體的體積；
故答案為：cba；
③44.8mL O₂（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），為

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，同樣的計(jì)算方法得到56mL O₂（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），為0.0025mol，根據(jù)2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑知與水反應(yīng)生成氧氣的過氧化鈉，
 2Na₂O₂ +2H₂O═4NaOH+O₂↑
0.04mol             0.02mol
滴入燒瓶內(nèi)再加入過量KMnO₄酸性溶液反應(yīng)，過氧根被氧化成了氧氣，根據(jù)
5H₂O₂+2MnO₄ ^-+6H⁺═2Mn ²⁺+5O₂↑+8H₂O知與KMnO₄酸性溶液反應(yīng)生成氧氣的過氧化鈉，
5H₂O₂+2MnO₄ ^-+6H⁺═2Mn ²⁺+5O₂↑+8H₂O
0.0025mol              0.0025mol
某同學(xué)取4g Na₂O₂樣品與過量水反應(yīng)，待反應(yīng)完全終止時(shí)，得100mL溶液X，取25mL X，實(shí)驗(yàn)，所以總的過氧化鈉為：（0.04+0.0025×4）mol=0.05mol，則此樣品中Na₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

0.05mol×78g/mol

4g

×100%=97.5%，
故答案為：97.5%．

點(diǎn)評：本題主要考查了影響化學(xué)反應(yīng)的因素，解答這類題時(shí)注意影響化學(xué)反應(yīng)的因素與圖表中數(shù)據(jù)對比的關(guān)系，利用相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行分析解答，難度中等．