Question

【题目】用如下图所示的装置来测定镁与硫酸反应的速率，在锥形瓶中加入0．7克镁带，按右图连接好装置，从A中加入20．0ml0．5mol/LH2SO4。记录注射器活塞的位置和相应的时间。记录数据如下

时间/s	0	t	2t	．．．．．．
活塞的位置/ml	17．3	25．6	36．6	．．．．．．

（1）检查该装置气密性的方法是。

（2）仪器A的名称是。

（3）0-t时间段与t-2t时间段，化学反应速率最快的是，原因是。

（4）用上述装置探究Fe3+、Cu2+对双氧水分解速率的影响，所用试剂：5%H2O2、0．1mol/LFeCl3、0．2mol/LCuCl2，完成下表的实验设计：

①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：___________。

②上表中需要添加的物质是mlFeCl3溶液。

③本实验需要测定的数据是。

（5）为确定MnO2催化双氧水分解的最佳条件，用该实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下表。

MnO2 时间 H2O2	0．1g	0．3g	0．8g
10mL1．5%	223s	67s	36s
10mL3．0%	308s	109s	98s
10mL4．5%	395s	149s	116s

分析表中数据回答下列问题：

①相同浓度的过氧化氢的分解速率随着MnO2用量的增加而_______（填“加快”、“减慢”或“不变”）。

②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入__________g的MnO2为较佳选择。

③该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的MnO2时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确？______（填“正确”或“不正确”），理由是_________________________。（提示：H2O2溶液的密度可认为近似相等。）

Answer 1

【答案】（1）将装置安装好后，关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，然后松开活塞，若活塞回到原位则气密性良好；或先将活塞位置固定好，然后从分液漏斗中加水，若水不能顺利流下，则装置气密性好。其他合理方案也可。

（2）分液漏斗

（3）t-2t镁与硫酸反应放热，温度升高，反应速率加快

（4）①

②4

③收集相同体积的氧气所需时间（或相同时间产生氧气的体积）

（5）①加快

②0．3

③不正确H2O2的浓度扩大2倍（从1．5%-3．0%）,但反应所需时间比其2倍小得多

【解析】

试题分析：（1）检查该装置气密性的方法是将装置安装好后，关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，然后松开活塞，若活塞回到原位则气密性良好；

（2）装置中仪器A的名称是分液漏斗；

（3）0-t时间段活塞移动8．3mL，t-2t时间段活塞移动11．0mL，化学反应速率最快的是t-2t时间段，原因是镁与硫酸反应放热，温度升高，反应速率加快；

（4）①H2O2分解反应方程式及电子转移的方向和数目为；

②为保证溶液的总体积相等，上表中需要添加的FeCl3溶液的体积为10+2+2-10=4ml；

③实验过程中可以通过测定收集相同体积的氧气所需时间（或相同时间产生氧气的体积）

来判断反应的速率大小；

（5）①浓度相等时，增加MnO2用量反应所需要的时间减小，说明反应速率随着MnO2用量的增加而加快；

②过多增加MnO2用量，速率并不完全成正比，则从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入0．3g的MnO2为较佳选择。

③不正确，理由是H2O2的浓度扩大2倍（从1．5%-3．0%），但反应所需时间比其2倍小得多。