Question

【题目】为探究H2O2制备氧气,生成氧气速率的影响因素，某同学设计了如下一系列实验。

实验编号	反应物	催化剂
甲	试管中加入3 mL 2% H2O2溶液和3滴蒸馏水	无
乙	试管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴蒸馏水	无
丙	试管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴蒸馏水	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丁	试管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
戊	试管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液

[查阅资料] 过氧化氢(H2O2)，其水溶液俗称双氧水，常温下是一种无色液体，性质比较稳定。在加热的条件下，它能分解生成氧气。研究表明，将新制的5%的H2O2溶液加热到65 ℃时就有氧气放出，加热到80 ℃时就有较多氧气产生。

（1）实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是_____________________________________。

（2）请根据该同学查阅的资料分析H2O2的性质，解释实验甲和实验乙能否达到实验目的？______

（3）实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表。

时间/s		20	40	60	80	100	120
气体体积/mL	实验丙	9.5	19.5	29.0	36.5	46.0	54.5
	实验丁	8.0	16.0	23.5	31.5	39.0	46.5
	实验戊	15.5	30.0	44.5	58.5	71.5	83.0

①对实验丁，20～40 s的反应速率v1＝_____mL·s－1,100～120 s的反应速率v2＝_____mL·s－1。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是_____________________________________。

②如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线c表示的是实验 ______(填“丙”“丁”或“戊”)。

Answer 1

【答案】 探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响 实验甲和实验乙不能达到实验目的，因为H2O2在常温且无催化剂作用的条件下较稳定 0.4 0.375 随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小 丁

【解析】(1)甲和乙实验中除双氧水的浓度不同外其他条件都相同，可知实验探究反应物的不同浓度对反应速率的影响；实验丙、实验丁和实验戊中溶液的酸碱性不同，且比实验乙多了使用催化剂，可知这三个实验是探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响，故答案为：探究在不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响；

(2)根据资料可知H2O2在常温且无催化剂作用的条件下比较稳定，则实验甲和实验乙不能达到实验目的，故答案为：实验甲和实验乙不能达到实验目的；

(3)①根据表中数据和题中反应速率的单位可知v1==mL/s=0.4mL/s，v2==mL/s=0.375mL/s，速率减小的原因是随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小，故答案为：0.4；0.375；随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小；

②由图可知曲线c反应速率最小，在三个实验中，实验丁每次记录的气体体积都是最少的，说明丁的速率最小，曲线c代表实验丁，故答案为：丁。