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【题目】H2O2是常用的漂白剂和氧化剂,在环境保护、医药、化学合成等方面有重要的作用.

Ⅰ. 为探究影响H2O2分解速率的因素,某实验小组进行了如下实验:

实验1:在相同的条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和amLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象。

实验2:将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,实验结果如下:

MnO2

触摸试管情况

观察结果

反应完成所需的时间

粉末状

很烫

剧烈反应,带火星的木条复燃

3.5min

块状

微热

反应较慢,火星红亮但木条未复燃

30min

回答下列问题:

(1)H2O2的分解反应是____反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)实验2的实验结果表明,催化剂的催化效果与____有关。

(3)实验1的目的是____,a=____。Fe3+ 可以作为H2O2分解化的催化剂,可能的催化过程如下。请写出ii。i.2Fe3+ +H2O2=2Fe2+ +O2+ 2Hii.____

Ⅱ. 在一定温度下,10 mL 0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。某实验小组在不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表(溶液体积变化忽略不计)。

t /min

0

2

4

6

8

10

V(O2)/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

26.5

29.9

(1)0~6 min中该反应的平均反应速率v(H2O2)约为____。(保留两位有效数字)

(2)反应到6 min时,H2O2分解率为____

【答案】放热 催化剂接触面积 研究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响 a=1 H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 3.3×10-2 molL-1min-1或0.033 molL-1min-1 50%

【解析】

Ⅰ(1)由实验现象分析反应放热还是吸热;

2)根据实验现象分析催化剂的表面积对反应速率的影响;

3)对比实验中所用到的试剂判断实验目的;依据催化剂的特点分析解答;

Ⅱ(1)根据反应速率V=△c÷△t计算;

2)依据转化率的含义计算。

Ⅰ(1)根据触摸试管的感觉可知,该反应为放热反应;

2)实验2的实验结果表明二氧化锰为粉末状时反应快,则这说明催化剂的催化效果与催化剂接触面积有关。

3)一支试管中加入2mL5%H2O2amLH2O,另一支试管中加入2mL5%H2O21mLFeCl3溶液,可以得出反应物双氧水的浓度一致,唯一的变量是另一支试管中加了1mLFeCl3溶液,判断出加FeCl3溶液的目的是研究FeCl3H2O2分解反应速率的影响,为了让两支试管中H2O2的浓度相等,水的体积应该是1mL,即a1;由于催化剂在反应前后质量和性质是不变的,则根据2Fe3+H2O22Fe2+O2+2H可知第二步反应是H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O

Ⅱ(106 min中生成氧气是22.4mL,物质的量是0.001mol,则消耗双氧水是0.002mol,浓度是0.2mol/L,所以该反应的平均反应速率v(H2O2)=0.2mol/L÷6min0.033 molL1min1

2)反应到6 min时消耗双氧水的浓度是0.2mol/L,则H2O2分解率为0.2/0.4×100%=50%。

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