Question

20．某實驗小組以H₂O₂分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響．在常溫下按照如下方案完成實驗．

實驗編號	反應物	催化劑
①	10mL2% H2O2溶液	無
②	10mL5% H2O2溶液	無
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液

（1）常溫下5% H₂O₂在FeCl₃溶液的催化作用下發生反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2H₂O↑+O₂↑．
（2）實驗①和②的目的是探究濃度對反應速率的影響．實驗時由于沒有觀察到明顯現象而無法得出結論．資料顯示，通常條件下H₂O₂穩定，不易分解．為了達到實驗目的，你對原實驗方案的改進是向反應物中加入等量同種催化劑（或將盛有反應物的試管放入同一熱水浴中）．
（3）實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖．分析圖能夠得出的實驗結論是堿性環境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環境能減小H₂O₂分解的速率．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵為催化劑，雙氧水在催化劑作用下分解生成水和氧氣；
（2）實驗①和②的濃度不同；為了便于比較，應在相同的條件下利用一個變量來比較；
（3）由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，以此來解答．

解答 解：（1）常溫下5% H₂O₂在FeCl₃溶液的催化作用下發生反應生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂  $\frac{\underline{催化劑}}{△}$2H₂O↑+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂  $\frac{\underline{催化劑}}{△}$2H₂O↑+O₂↑；
（2）實驗①和②的濃度不同，則該實驗的目的為探究濃度對化學反應速率的影響；為了便于比較，應在相同的條件下利用一個變量來比較，則向反應物中加入等量同種催化劑（或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中），
故答案為：探究濃度對反應速率的影響；向反應物中加入等量同種催化劑（或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中）；
（3）由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，③的反應速率居中，結合實驗方案可知，堿性環境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環境能減小H₂O₂分解的速率，
故答案為：堿性環境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環境能減小H₂O₂分解的速率．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素，題目難度中等，試題側重考查學生實驗設計、數據處理、圖象分析的綜合能力，注意信息的利用即可解答．