Question

【题目】现有甲、乙两个化学小组利用两套相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时 间长短来探究影响 H2O2 分解速率的因素(仅一个条件改变)。甲小组有如下实验设计方 案。

实验编号	温度	催化剂	浓度
甲组实验Ⅰ	25 ℃	三氧化二铁	10 mL 5% H2O2
甲组实验Ⅱ	25 ℃	二氧化锰	10 mL 5% H2O2

甲、乙两小组得出如下图数据。

(1)甲小组实验得出的结论是_____。

(2) 由乙组研究的酸、碱对 H2O2 分解影响因素的数据分析，相同条件下 H2O2 在______(填“酸”或“碱”)性环境下放出气体速率较快；由此，乙组提出可以用BaO2 固体与硫酸溶液反应制 H2O2，其反应的离子方程式为___________________________；支持这一方案的理由是_____。

(3)已知过氧化氢是一种极弱的二元酸：H2O2H+＋HO2- (Ka1＝2.4×10-12)。当稀 H2O2溶液在碱性环境下分解时会发生反应 H2O2＋OH-HO2-+H2O，该反应中，正反应速率为 v 正＝k正·c(H2O2)·c(OH-)，逆反应速率为 v 逆＝k 逆·c(H2O)·c(HO2- )，其中 k 正、k 逆为速率常数，则 k 正与 k 逆的比值为_________________________________________(保留 3 位有效数字)。

Answer 1

【答案】H2O2 分解时，MnO2 比 Fe2O3 催化效率更高 碱 BaO2＋2H＋SO42-===BaSO4＋H2O2 BaSO4 的生成使平衡右移，有利于 H2O2 的生成，酸性环境有利于 H2O2 的存在 1.33×104

【解析】

(1)在体积-时间图中，斜率即可代表化学反应速率，甲组实验Ⅰ、II催化剂不同；

(2)由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越快；根据BaO2固体与硫酸溶液反应制H2O2和硫酸钡进行解答；

(3)根据Ka1、Kw、以及V正、v逆公式进行计算。

（1）由图象可知在体积-时间图，斜率即可代表化学反应速率，由甲组实验两条曲线可知，甲组实验Ⅱ斜率大，因此分解速率越快，说明H2O2分解时，MnO2比Fe2O3催化效率更高；

（2）由乙组研究的酸、碱对H2O2分解影响因素的数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越快，由题意知BaO2固体与H2SO4溶液反应制H2O2的反应物为BaO2和H2SO4，产物为H2O2，根据原子守恒可知另一种产物为硫酸钡，即：BaO2+H2SO4=H2O2+BaSO4，离子方程式为：BaO2+2H++SO42-═BaSO4+H2O2，由图可知酸性条件下，H2O2分解的速率慢，相同条件下H2O2在碱性条件下反应速率快，可能BaSO4的生成有利于平衡右移即有利于H2O2的生成，或酸性环境有利于H2O2的存在；

（3）水的物质的量浓度为55.6 mol/L，===≈1.33×104。