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    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、2所示的实验．请回答相关问题：

    （1）定性分析：如图1可通过观察
    产生气泡的快慢
    产生气泡的快慢
    ，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
    消除阴离子不同对实验的干扰
    消除阴离子不同对实验的干扰
    ．
    （2）定量分析：如图2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
    分液漏斗
    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，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位
    关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位
    ，实验中需要测量的数据是
    40mL气体所需的时间
    40mL气体所需的时间
    ．
    （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3所示．
    ①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式
    2H2O2
     MnO2 
    .
     
    2H2O+O2↑
    2H2O2
     MnO2 
    .
     
    2H2O+O2↑
    ．
    ②实验时放出气体的总体积是
    60mL
    60mL
    mL．
    ③放出
    1
    3
    气体所需时间为
    1
    1
     min．
    ④反应放出
    3
    4
    气体所需时间约为
    2.5～2.6
    2.5～2.6
     min．
    ⑤A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为
    D
    D
    ＞
    C
    C
    ＞
    B
    B
    ＞
    A
    A
    ．
    ⑥解释反应速率变化的原因
    随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
    随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
    ．
    ⑦计算H2O2的初始物质的量浓度
    0.11mol?L-1
    0.11mol?L-1
    ．（请保留两位有效数字）
    分析：（1）比较反应速率的大小可通过生成气泡的快慢来判断，比较金属阳离子的催化效果要排斥阴离子的干扰；
    （2）A仪器名称是分液漏斗，检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=
    △V
    △t
    分析；
    （3）①在二氧化锰催化作用下，双氧水分解生成氧气和水；
    ②根据图象确定生成氧气的体积；
    ③根据图象确定反应需要的时间；
    ④利用平均速率结合图象确定需要的时间，注意随着反应的进行，反应速率逐渐降低；
    ⑤根据v=
    △V
    △t
    比较反应速率快慢；
    ⑥物质的浓度与反应速率成正比；
    ⑦根据氧气的量计算双氧水的物质的量，再根据C=
    n
    V
    计算物质的量浓度．
    解答：解：（1）该反应中产生气体，可根据生成气泡的快慢判断，氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，
    故答案为：产生气泡的快慢，消除阴离子不同对实验的干扰；
    （2）A仪器名称是分液漏斗，检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位，如果不恢复原位，则证明气密性良好，否则不好；根据v=
    △V
    △t
    知，还需要测定产生40mL气体所需的时间，
    故答案为：分液漏斗；关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位，产生40mL气体所需的时间；
    （3）①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：2H2O2 
     MnO2 
    .
     
     2H2O+O2↑，
    故答案为：2H2O2 
     MnO2 
    .
     
     2H2O+O2↑；
    ②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60 mL，故答案为：60 mL；   
    ③放出
    1
    3
    气体体积是60 mL×
    1
    3
    =20 mL    ，根据图象知，需要的时间是1 min，故答案为：1 min；     
    ④反应放出
    3
    4
    气体体积为45mL，根据图象知，所需时间在2-3分钟之间，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，2-3分钟之间，平均反应速率=
    (50-37)mL
    1min
    =13mL/min    ，产生8mL氧气需要的时间=
    8mL
    13mL/mol
    =0.6min，所以需要的时间为2.5～2.6min，故答案为：2.5～2.6min；
    ⑤根据图象结合v=
    △V
    △t
    知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A，故答案为：
    D＞C＞B＞A；
    ⑥反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，
    故答案为：随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；
    ⑦设双氧水的物质的量为x，
    2H2O2 
     MnO2 
    .
     
     2H2O+O2↑
    2mol             22.4L
    x                0.06L
    x=
    2mol×0.06L
    22.4L
    =0.0054mol，
    所以其物质的量浓度=
    0.0054mol
    0.05L
    =0.11 mol?L-1，故答案为：0.11 mol?L-1．
    点评：本题考查实验方案设计，根据v=
    △V
    △t
    来设计实验，通过得到气体的体积和时间的关系确定影响反应速率的因素，难度中等．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种．
    （1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是
    Na2CO3
    Na2CO3
    和
    Ba（OH）2
    Ba（OH）2
    （填化学式）．
    （2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B．含X的物质记为C．当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀，向该沉淀中滴入稀硝酸时沉淀部分溶解，最后有白色沉淀剩余．则X为
    B
    B
    （填序号）．
    A.SO32-
    B.SO42-
    C.CH3COO-
    D.SiO32-
    （3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的
    NO3-
    NO3-
    （填相应的离子符号）．有关反应的离子方程式为
    3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+2NO↑+4H2O
    3Cu+8H++2NO3-=3Cu2+2NO↑+4H2O
    ．
    （4）利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论：
    取少量D的溶液与试管中，逐渐进入Ba（OH）2溶液至过量，先出现白色沉淀后溶解，则D中含有Al3+，若生成的白色沉淀不溶解，则D中含有Mg2+
    取少量D的溶液与试管中，逐渐进入Ba（OH）2溶液至过量，先出现白色沉淀后溶解，则D中含有Al3+，若生成的白色沉淀不溶解，则D中含有Mg2+
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na+、A
    l
    3+
     
    、M
    g
    2+
     
    、B
    a
    2+
     
    、F
    e
    3+
     
    和五种阴离子Cl-、OH-、N
    O
    -
    3
    、C
    O
    2-
    3
    、X中的一种．
    （1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是
     
    和
     
    （填化学式）．
    （2）为了确定X，观将（1）中的两种物质记为A和B，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则：
    ①X为
     
    ．
    A.S
    O
    2-
    3
          B.S
    O
    2-
    4
          C.CH3COO-    D.Si
    O
    2-
    3

    ②A中的化学键类型为
     
    ．
    ③B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为
     
    （用离子符号表示）．
    ④将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为
     
    （精确到0.1g）．
    ⑤利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论：
     
    ．
    （3）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的
     
    （填相应的离子符号）．有关反应的离子方程式为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年山西省山大附中高一下学期期末考试化学试卷（带解析） 题型：实验题

    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                                      现象，定性比较得出结论。有同学提出将Cu SO4改为CuCl2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             ，实验中需要测量的数据是  　        　        。
    （3）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL 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所示。
    ①实验时放出气体的总体积是             mL。
    ②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____＞____＞____＞____。
    ③解释反应速率变化的原因                                                   。

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    科目：高中化学 来源：2014届山西省高一下学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：实验题

    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                                        现象，定性比较得出结论。有同学提出将Cu SO4改为CuCl2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               ，实验中需要测量的数据是   　         　         。

    （3）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL 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所示。

    ①实验时放出气体的总体积是              mL。

    ②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____＞____＞____＞____。

    ③解释反应速率变化的原因                                                    。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，甲、乙同学分别设计了如图一、图二所示的实验。

    　　 (1) H2O2分解的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。


    图一　　　　　　　　　　　　　　　　 图二

    （2）图一所示实验能定性说明反应快慢的依据是 _______________________________;

    　图二所示实验能说明反应快慢的数据是____________________________________。

    （3）① 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知：

    Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)　 △H= ＋ 64.39 kJ/mol

    2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g)　　　 △H= ﹣196. 46 kJ/mol

    　　 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)　　　 △H= ﹣285. 84 kJ/mol

    在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+ 和H2O的热化学方程式为：

    　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

    　 ② 控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3 .0 mol/L H2SO4的混

    　　 合溶液处理，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

    铜平均溶解速率　　 （×10—3 mol·L－1·min－1）

    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升高而下降，其主要原因

    是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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    同步练习册答案