Question

（9分）實驗室用H₂O₂分解反應制取氧氣時，常加入催化劑以加快反應速率，某研究性學習小組為研究催化劑FeCl₃的量對O₂生成速率的影響，設計了如下三組實驗方案（見下表），將表中所給的試劑按一定體積混合后進行反應。

實驗編號 試劑	A	B	C
10% H2O2/mL	20.0	V1	V2
2mol/L  FeCl3/ mL	0	5.0	10.0
H2O/ mL	V3	V4	0

按要求回答下列問題：

（1）欲用右圖裝置來比較該反應的反應速率快慢，當反應物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測                    推(計)算反應速率。

（2）為實現實驗目的，則V₁=    ，V₂=    ；

V₃=     ，V₄=    。

（3）根據你所掌握的知識判斷，在上述實驗中反應速率最快的可能是      （填“實驗編號”）

（4）已知Fe³⁺催化H_­2O₂分解的機理可分兩步反應進行，其中第一步反應為：2Fe³⁺ + H₂O₂ ==2Fe²⁺ + O₂↑+ 2H⁺，則第二步反應的離子方程式為：

                                               。

【解析】（1）因為反應中生成氧氣，所以可以通過收集相同體積的氣體所需要的時間來進行計算。

（2）為使實驗在相同條件下進行雙氧水的量應該相同，且最終溶液的體積要相同，所以V₁=20.00ml，V₂=20.00ml，V₃=10.00ml，V₄=5.00ml。

（3）C中催化劑的量最多，所以反應速率可能最快。

（4）因為催化劑在反應前后是不能變的，所以在第二步中亞鐵離子要重新生成鐵離子，因此正確的反應式為2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ == 2Fe³⁺ + 2H₂O。

 

Answer 1

【答案】

（1）相同時間內收集氣體的體積；（或答收集相同體積的氣體所需要的時間）（2分）。

（2）20.0、 20.0、 10.0、 5.0 （各1分）      （3）C （1分）

（4）2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ == 2Fe³⁺ + 2H₂O（2分）