Question

11．某課外興趣小組對H₂O₂的分解速率做了如下實驗探究．
（1）下表是該小組研究影響過氧化氫（H₂O₂）分解速率的因素時采集的一組數據：用10mL H₂O₂制取150mLO₂所需的時間（秒）

	30%H2O2	15%H2O2	10%H2O2	5%H2O2
無催化劑、不加熱	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應	幾乎不反應
無催化劑、加熱	360	480	540	720
MnO2催化劑、加熱	10	25	60	120

①該小組在設計方案時，考慮了濃度、a：溫度、b：催化劑等因素對過氧化氫分解速率的影響．
②從上述影響H₂O₂分解速率的因素a和b中任選一個，說明該因素對該反應速率的影響：其他條件不變，升高反應溫度，H₂O₂分解速率加快．
（2）某同學在10mL H₂O₂ 溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況）與反應時間的關系如如圖所示，
①寫出H₂O₂發生的化學反應方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②A、B、C三點所表示的即時反應速率最慢的是C．
（3）若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中，MnO₂溶解產生Mn²⁺，另外，產物中還有O₂產生，請寫出該反應的離子方程式MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①過氧化氫溶液是實驗室制取氧氣的重要藥品，在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響；
②設計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結果的準確性；
（2）①二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復燃，可知產物，由此可寫出方程式；
②根據濃度對反應速率的影響分析；
③酸化的H₂O₂的與MnO₂反應生成Mn²⁺和O₂．

解答 解：（1）①根據表中給出的數據，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關，但是得到相同氣體的時間不同，濃度越大，反應的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時，在無催化劑加熱的時候，需要時間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關，故答案為：溫度；催化劑；
②分析表中數據可以看出，濃度越大，反應速率越快，加熱能加快過氧化氫的分解，有催化劑是分解速率快，
故答案為：溫度升高化學反應速率加快；反應物濃度增大化學反應速率加快；使用合適的催化劑化學反應速率加快；
（2）①H₂O₂在二氧化錳作用下發生反應的化學反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②因在其他條件相同時，隨反應的進行，溶液濃度減小，即時反應速率逐漸減小，C的斜率也最小，故反應速率最慢，故答案為：C；
③酸化的H₂O₂的與MnO₂反應生成Mn²⁺和O₂，反應的方程式為：MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．故答案為：MnO₂+2H⁺+H₂O₂=Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．

點評 本題通過圖表數據，考察了外界條件對反應速率的影響，難度適中，要注意分析其他條件相同，只有一個條件改變時，如何影響反應速率．