Question

【題目】H2O2不穩(wěn)定、易分解，Fe3＋、Cu2＋等對其分解起催化作用，為比較Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果，某化學(xué)研究小組同學(xué)分別設(shè)計了甲、乙兩種實驗裝置。

(1)若利用甲實驗，可通過觀察__________________________現(xiàn)象，從而定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是_____________________________，寫出H2O2在二氧化錳催化作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________，若利用乙實驗可進(jìn)行定量分析，圖中儀器A的名稱為________________，實驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已忽略，實驗中還需要測量的數(shù)據(jù)是_____________。

(2)將0.1 mol 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間的關(guān)系如圖所示，解釋反應(yīng)速率變化的原因：________________________________，H2O2初始物質(zhì)的量濃度為__________(保留兩位有效數(shù)字)。

(3)為了加深同學(xué)們對影響反應(yīng)速率因素的認(rèn)識，老師讓同學(xué)完成如下實驗：在上述實驗裝置的錐形瓶內(nèi)加入6.5 g鋅粒，通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸，10s時收集產(chǎn)生的H2的體積為44.8 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，用硫酸表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為________ mol·L－1·s－1(假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變)。

Answer 1

【答案】(1)產(chǎn)生氣泡的快慢；可以消除陰離子不同對實驗的干擾；2H2O22H2O＋O2↑；分液漏斗；產(chǎn)生40mL氣體所需的時間(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減小；0．11mol·L－1(3)0.005

【解析】

試題分析：（1）利用甲實驗，通過觀察H2O2溶液產(chǎn)生氣泡的快慢，從而定性比較Fe3＋、Cu2＋的催化作用強弱；有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是可以消除陰離子不同對實驗的干擾；H2O2在二氧化錳催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和水，化學(xué)方程式為：2H2O22H2O＋O2↑；若利用乙實驗可進(jìn)行定量分析，圖中儀器A的名稱為分液漏斗，實驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已忽略，實驗中還需要測量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40 mL氣體所需的時間，據(jù)此可以計算反應(yīng)速率；

（1）由圖線可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度不斷減小，反應(yīng)速率減慢；由圖可知，反應(yīng)一共生成60mL的O2，則生成O2的物質(zhì)的量為，因此H2O2的物質(zhì)的量為，H2O2的物質(zhì)的量濃度為：；

（2）由于V(H2)=44.8mL=0.0448L，因此產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為，消耗硫酸的物質(zhì)的量為： ，因此用硫酸表示的化學(xué)反應(yīng)速率為：。