Question

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1甲、乙所示的实验．请回答相关问题：
（1）定性分析：如图甲可通过观察

 

，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃ 更为合理，其理由是

 

．
（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为

 

，检查该装置气密性的方法是

 

，实验中需要测量的数据是

 

．
（3）加入0.10mol MnO₂粉末于50mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示
①写出H₂O₂在MnO₂作用下发生反应的化学方程式

 

．
②计算H₂O₂的初始物质的量浓度

 

． （请保留两位有效数字）

Answer 1

考点：探究影响化学反应速率的因素,化学方程式的有关计算

专题：计算题,化学反应速率专题

分析：（1）定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢，在探究影响反应速率的快慢的因素时通常采取控制变量法来进行实验，选择合适的物质；
（2）仪器A为分液漏斗，检查该装置气密性可以用微热法；若定量分析反应的快慢可以收集一定体积的气体，时间短则反应快；
（3）①MnO₂作催化剂条件下，双氧水分解生成氧气和水；
②有图可知，生成氧气在标准状况下的体积为60mL，物质的量为

0.06L

22.4L/mol

=0.0027mol，再据化学方程式计算过氧化氢的物质的量．

解答： 解：（1）至于定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，要保持其它条件相同，而FeCl₃溶液中还有氯离子，CuSO₄中含有铜离子，因此氯离子可能也会影响反应速率，产生干扰，所以可将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃，
故答案为：溶液中气泡产生的速率；排除氯离子的干扰（合理即可）；
（2）仪器A为分液漏斗，检查该装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，用手捂住锥形瓶，注射器中活塞向右移动，放开手，活塞恢复到原来位置，说明气密性好；若定量分析反应的快慢可以测定收集40mL的气体所需的时间，时间短则反应快，故答案为：分液漏斗；关闭分液漏斗的活塞，用手捂住锥形瓶，注射器中活塞向右移动，放开手，活塞恢复到原来位置，说明气密性好；收集40mL气体所需的时间；
（3）①氯化铁作催化剂条件下，双氧水迅速分解生成氧气和水，反应方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
②有图可知，生成氧气在标准状况下的体积为60mL，物质的量为

0.06L

22.4L/mol

=0.0027mol，则过氧化氢的物质的量为2×0.0027mol=0.0054mol，c（H₂O₂）=

0.0054mol

0.05L

=0.11mol/L，故答案为：0.11mol/L．

点评：本题从定性和定量的角度考查催化剂对化学反应速率的影响以及过氧化氢分解反应方程式和化学反应速率的计算，题目难度中等．