Question

16．為比較相同濃度的FeCl₃溶液和CuSO₄溶液對(duì)H₂O₂分解的催化效果，某研究小組進(jìn)行了如下探究：

（1）請(qǐng)寫出H₂O₂溶液用FeCl₃作催化劑分解的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）如圖甲，可通過(guò)觀察產(chǎn)生氣體的快慢來(lái)定性比較兩者的催化效果，該實(shí)驗(yàn)控制的變量有過(guò)氧化氫溶液的濃度和用量、滴加催化劑的量．
（3）如圖乙，實(shí)驗(yàn)前檢查該裝置氣密性的方法是將分液漏斗開(kāi)關(guān)關(guān)閉，把導(dǎo)管一端插入水中，然后用手雙手捂住錐形瓶外壁，觀察導(dǎo)管口是否是氣泡冒出，如有，則證明裝置氣密性良好．要定量比較兩者的催化效果，可測(cè)量生成等體積氣體所需的時(shí)間．
（4）在FeCl₃溶液中，究竟是哪種粒子起催化作用呢？
猜想1：鐵離子起催化作用；猜想2：水分子起催化作用；猜想3：氯離子起催化作用．
小明同學(xué)認(rèn)為可以排除猜想2，他這樣認(rèn)為的原因是過(guò)氧化氫溶液中有水存在．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的原理及化學(xué)方程式的書寫方法來(lái)分析；
（2）根據(jù)產(chǎn)生氣體的速率及對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的變量和因素來(lái)分析；
（3）根據(jù)裝置氣密性檢驗(yàn)及比較催化效果的方法來(lái)分析；
（4）根據(jù)氯化鐵溶液中存在鐵離子、氯離子和水分子來(lái)分析；

解答 解：（1）過(guò)氧化氫在氯化鐵溶液的催化作用下分解為水和氧氣，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)觀察同時(shí)滴入兩種溶液后產(chǎn)生氣泡的快慢來(lái)判斷催化效果；該實(shí)驗(yàn)控制的變量有過(guò)氧化氫溶液的濃度和用量、滴加催化劑的量，故填：產(chǎn)生氣體的快慢；過(guò)氧化氫溶液的濃度和用量、滴加催化劑的量；
（3）檢查該裝置氣密性的方法是：將分液漏斗開(kāi)關(guān)關(guān)閉，把導(dǎo)管一端插入水中，然后用手雙手捂住錐形瓶外壁，觀察導(dǎo)管口是否是氣泡冒出，如有，則證明裝置氣密性良好；催化劑的催化效果越好，反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率越快，可通過(guò)測(cè)量產(chǎn)生等體積的氧氣所需要的時(shí)間來(lái)分析，所需時(shí)間越短，催化效果越好；故填：將分液漏斗開(kāi)關(guān)關(guān)閉，把導(dǎo)管一端插入水中，然后用手雙手捧住錐形瓶外壁，觀察導(dǎo)管口是否是氣泡冒出，如有，則證明裝置氣密性良好；時(shí)間；
（4）氯化鐵溶液中存在鐵離子、氯離子和水分子，故猜想可能是鐵離子或氯離子或水分子所起的催化作用；可判斷不是水分子起催化作用的原因是：過(guò)氧化氫溶液中本身含有水分子，如果是水分子的話，就什么也不用添加了．
故填：氯離子；過(guò)氧化氫溶液中有水存在；

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)裝置的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)速率測(cè)定原理及影響反應(yīng)速率的因素為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度不大．