Question

【題目】雙氧水（H2O2）和水都是極弱電解質，但H2O2溶液顯酸性

（1）若把H2O2看成二元弱酸。請寫出其在水中的電離方程式：_________。

（2）二氧化錳是實驗室制取氧氣的催化劑。下列是某同學設計實驗探究雙氧水分解實驗方案：

實驗	20.0mL雙氧水溶液濃度	粉狀MnO2	溫度	待測數據
Ⅰ	5%	0.2g	20°C
Ⅱ	5%	0.5g	20°C
Ⅲ	10%	0.2g	20°C

①利用實驗Ⅰ和Ⅲ，探究________對化學反應速率的影響，實驗待測數據是_________：若在本組實驗中現象不明顯，可采取的措施是_________________。

（3）加0.1 mol MnO2，粉末于50mL過氧化氫溶液（H2O2，ρ=1.1 gmL-1）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前4min內氧氣的產生速率為________mLmin-1

②A、B、C、D各點反應速率由快到慢的順序為_____________。

③解釋反應速率變化的原因_________________。

④計算H2O2初始狀態的濃度______________。

Answer 1

【答案】H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22- 濃度 收集等體積氧氣所需要的時間（或者相同時間內收集氧氣的體積）；升高到相同的溫度 將三個實驗升高到相同的溫度； 15mL/min D＞C＞B＞A 剛開始時受溫度和濃度兩方面的影響，速率較快，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也逐漸減小 0.107 molL1

【解析】

（1）過氧化氫是弱電解質，屬于二元弱酸分步電離；

（2）①根據控制單一變量法，比較實驗Ⅰ和Ⅲ的數據可知，兩個實驗中二氧化錳的質量和實驗溫度都是相同的，只有雙氧水溶液的濃度不同，則探究的是濃度對化學反應速率的影響；可以通過測定收集等體積氧氣所需要的時間（或者相同時間內收集氧氣的體積）來比較反應速率的快慢；若在本組實驗中現象不明顯，可采取的措施是升高到相同的溫度；

（3）①前4min內生成60mL氧氣，根據速率單位可知，該速率用單位時間內的體積變化來表示；

②反應物濃度大小決定反應速率大小，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也逐漸減小；

③2H2O2 2H2O＋O2↑反應為放熱反應，剛開始時受溫度和濃度兩方面的影響，速率較快，但由于隨著反應進行，反應物的濃度逐漸減小，速率逐漸減小，綜合溫度和濃度兩方面的影響，濃度變化更大，所以速率逐漸減小；

④2H2O2 2H2O＋O2↑，該反應為不可逆反應，在5min后，收集到的氣體體積不再增加，說明過氧化氫完全分解，由圖象可知，生成氧氣的體積為60mL，則可列比例式計算n(H2O2)，進而計算其濃度。

（1）過氧化氫是弱電解質，H2O2溶液顯酸性，屬于二元弱酸，分步電離，電離的方程式為：H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-；
故答案為：H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-；

（2）①比較實驗Ⅰ和Ⅲ的數據可知，兩個實驗中二氧化錳的質量和實驗溫度都是相同的，只有雙氧水溶液的濃度不同，則探究的是濃度對化學反應速率的影響，可以通過測定收集等體積氧氣所需要的時間（或者相同時間內收集氧氣的體積）來比較反應速率的快慢；若在本組實驗中現象不明顯，可采取的措施是將三個實驗升高到相同的溫度；

故答案為：濃度；收集等體積氧氣所需要的時間（或者相同時間內收集氧氣的體積）；將三個實驗升高到相同的溫度；

（3）①前4min內生成60mL氧氣，則氧氣的產生速率為；

故答案為：15mL/min；

②反應物濃度大小決定反應速率大小，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也逐漸減小；

故答案為：D＞C＞B＞A；

③2H2O2 2H2O＋O2↑反應為放熱反應，剛開始時受溫度和濃度兩方面的影響，速率較快，但由于隨著反應進行，反應物的濃度逐漸減小，速率逐漸減小，綜合溫度和濃度兩方面的影響，濃度變化更大（減小的較多），所以速率逐漸減小；，
故答案為：剛開始時受溫度和濃度兩方面的影響，速率較快，隨著反應的進行，雙氧水的濃度逐漸減小，反應速率也逐漸減小；

④2H2O2 2H2O＋O2↑，該反應為不可逆反應，在5min后，收集到的氣體體積不再增加，說明過氧化氫完全分解，由圖象可知，生成氧氣的體積為60mL，則可列比例式：
2H2O2 2H2O＋O2↑

2mol 22.4L
n(H2O2) 0.06L
，解得：n(H2O2)＝0.00536mol，所以；

故答案為：0.107 molL1。