Question

某同学探究外界条件对H₂O₂分解速率的影响，所用H₂O₂浓度为5%、10%，实验温度为20℃、40℃，其他试剂有1mol/L FeCl₃ 溶液．每次实验H₂O₂的用量为2mL，FeCl₃溶液2滴．
（1）请完成以下实验设计表：

实验编号	温度/℃	H2O2浓度/%	其它试剂	实验目的
①	20	5	无	（Ⅰ）实验①和②探究催化剂对H2O2分解速率的影响； （Ⅱ）实验②和③探究温度对该反应速率的影响； （Ⅲ）实验②和④探究H2O2浓度对该反应速率的影响．
②	20	5	FeCl3 溶液
③
④

（2）实验④产生气泡的速率比实验②快．分析引起反应速率差异的原因是

 

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（3）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生．经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末．用H₂O₂ 和H₂SO₄ 的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜，溶液变成蓝色，写出发生反应的化学方程式：

 

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控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H₂O₂和3.0mol/L H₂SO₄溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）

温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
铜的平均溶解速率 （×10-3 mol/（L?min））	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是：

 

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Answer 1

考点：探究影响化学反应速率的因素

专题：实验设计题

分析：（1）根据实验的目的，选择合适的温度和双氧水的浓度等条件；
（2）H₂O₂浓度增大，分解速率加快；
（3）溶液变成蓝色，铜被氧化成铜离子：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是：温度高于40℃后，随着温度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的浓度降低加快，对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响，所以铜的溶解速率逐渐减小．

解答： 解：（1）③、实验②和③探究温度对该反应速率的影响，故②③的温度不同，其他条件完全相同；
④、实验②和④探究H₂O₂浓度对该反应速率的影响，故②和④的H₂O₂浓度不同，其他条件相同；
故答案为：

③	40	5	FeCl3溶液	（2分）
④	20	10	FeCl3溶液	（2分）

（2）实验④产生气泡的速率比实验②快，引起反应速率差异的原因是：其他条件相同时，H₂O₂ 浓度增大，分解速率加快；  
故答案为：其他条件相同时，H₂O₂ 浓度增大，分解速率加快；  
（3）铜与H₂O₂ 和H₂SO₄ 反应生成了硫酸铜，反应方程式是：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；由于温度高于40℃后，随着温度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的浓度降低加快，对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响，所以铜的溶解速率逐渐减小；
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；温度高于40℃后，随着温度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的浓度降低加快，对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响，所以铜的溶解速率逐渐减小．

点评：本题考查影响化学反应速率的因素，注意题干信息要求，本题难度中等．