Question

【題目】為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，某體學研究小組的同學分別設計了圖甲、乙所示的實驗。請回答相關問題：

(1)定性比較：圖甲可通過觀察_____，定性比較得出結論。有同學提出將CuSO4改為CuCl2更合理一些，其理由是______。

(2)定量比較：如圖乙所示，實驗時均以生成40 mL氣體為標準，其他可能影響實驗的因素均已忽略。檢查該裝置氣密性的方法是________，實驗中需要測量的數據是_______。

(3)將0.10 mol MnO2粉末加入到50 mL H2O2溶液中，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所示。

①寫出H2O2在MnO2作用下發生反應的化學方程式：_______。

②H2O2的初始物質的量濃度為________。(保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】單位時間內產生氣泡的快慢 消除陰離子不同對實驗的干擾 關閉分液漏斗活塞，注射器中活塞向右拉，一段時間后，松開手，觀察活塞回復到原來的位置，說明氣密性良好 產生40mL氣體所需的時間 2H2O22H2O+O2↑ 0.088mol/L

【解析】

過氧化氫分解會放出氧氣，比較反應速率的大小可通過生成氣泡的快慢來判斷，比較金屬陽離子的催化效果要排除陰離子的干擾；若需要測量化學反應速率，則根據化學反應速率公式v=計算；結合圖像所給數據計算過氧化氫濃度。

(1)定性比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果，可以通過觀察產生氣泡的快慢來比較，產生氣泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果時，必須保持其他的條件完全相同，所以將CuSO4改為CuCl2更為合理，可以避免由于陰離子不同造成的干擾；

(2)檢查裝置氣密性的方法為：關閉分液漏斗活塞，注射器中活塞向右拉，一段時間后，松開手，觀察活塞回復到原來的位置，說明氣密性良好；定量比較Cu2+和Fe3+對H2O2分解的催化效果，可以通過測定產生40mL氣體所需要的時間來比較，產生40mL氣體的時間越短，催化效果越好；

(3)①過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成水和氧氣，反應方程式為2H2O22H2O+O2↑；

②t時刻產生50mL氧氣，則這50mL氧氣在標準狀況下的物質的量為n(O2)==2.2×10-3mol，根據過氧化氫分解的方程式可以得到n(H2O2)=4.4×10-3mol，則過氧化氫初始濃度c===0.088mol/L。