Question

為了研究外界條件對H₂O₂分解速率的影響，某同學做了以下實驗，請回答下列問題。

編號	操作	實驗現象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5%H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中。	試管A中產生氣泡量減少；試管B中產生的氣泡量增大。
②	另取兩支試管分別加入5mL 5%H2O2溶液和5mL 10%H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產生。

（1）過氧化氫分解的化學方程式為________。
（2）實驗①的目的是________。
（3）實驗②未觀察到預期的實驗現象，為了幫助該同學達到實驗目的，你提出的對上述操作的改進意見是_______（用實驗中所提供的幾種試劑）。
（4）某同學在50 mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況下）與反應時間的關系如下圖所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應速率最快的是______（填“A”或“B”或“C”）。
 
（5）對于H₂O₂分解反應，Cu²⁺也有一定的催化作用。為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學研究小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察_________，定性比較得出結論。有同學提出將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理，其理由是_______。
②定量分析：用圖乙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40 mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數據是_________。

Answer 1

（2）研究溫度對H₂O₂分解速率的影響   （2分）
（3）將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率（2分）
（4）A         （1分）
（5）①溶液中氣泡產生的速率 （1分）排除氯離子的干擾（其他合理答案也給分）（1分）
②收集40mL氣體所需的時間（1分）（其它合理答案同樣給分）

考查外界條件對反應速率的影響。
（1）過氧化氫在催化劑的作用下分解生成氧氣和水，方程式為2H₂O₂2H₂O＋O₂↑。
（2）根據實驗過程中的操作可知，目的是研究溫度對H₂O₂分解速率的影響。
（3）用于在實驗中沒有使用催化劑，且溶液的溫度較低，雙氧水的分解很慢，所以改進的方法是將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率。
（4）反應速率越快，反映在曲線上的斜率就越大，所以根據圖像可知，A點反應速率最快。
（5）①由于反應中產生氧氣，所以可通過觀察溶液中氣泡產生的速率來比較反應快慢。由于兩種鹽溶液中陰離子特，所以為排除陰離子不同而造成實驗的不準確，用硫酸鐵最好。
②要想定量分析，則必須測量收集40mL氣體所需的時間來比較反應的快慢。