Question

20．某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．

实验编号	反应物	催化剂
①	10mL2% H2O2溶液	无
②	10mL5% H2O2溶液	无
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液

（1）常温下5% H₂O₂在FeCl₃溶液的催化作用下发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2H₂O↑+O₂↑．
（2）实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响．实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论．资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解．为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）．
（3）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图．分析图能够得出的实验结论是碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率．

Answer 1

分析 （1）氯化铁为催化剂，双氧水在催化剂作用下分解生成水和氧气；
（2）实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；
（3）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答．

解答 解：（1）常温下5% H₂O₂在FeCl₃溶液的催化作用下发生反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂  $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2H₂O↑+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂  $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2H₂O↑+O₂↑；
（2）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中），
故答案为：探究浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；
（3）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，③的反应速率居中，结合实验方案可知，碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率，
故答案为：碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率．

点评 本题考查影响化学反应速率的因素，题目难度中等，试题侧重考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，注意信息的利用即可解答．