Question

為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學研究小組的同學分別設計了如圖1、2所示的實驗．請回答相關問題：


（1）定性分析：如圖1可通過觀察

 

，定性比較得出結論．有同學提出將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃ 更為合理，其理由是

 

．
（2）定量分析：如圖2所示，實驗時均以生成40mL氣體為準，其它可能影響實驗的因素均已忽略．圖中儀器A的名稱為

 

，檢查該裝置氣密性的方法是

 

，
實驗中需要測量的數據是

 

．
（3）加入0.10mol MnO₂粉末于50mL 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3所示．實驗過程中速率變化的趨勢是

 

，可能原因是

 

．計算H₂O₂的初始物質的量濃度為

 

mol/L （請保留兩位有效數字）．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,產物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線

專題：實驗設計題,化學平衡專題

分析：（1）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斥陰離子的干擾；
（2）A儀器名稱是分液漏斗，檢驗裝置氣密性的方法是：關閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位；該反應是通過反應速率分析的，所以根據v=

△C

△t

分析；
（3物質的濃度與反應速率成正比；根據氧氣的量計算雙氧水的物質的量，再根據C=

n

V

計算物質的量濃度．

解答： 解：（1）該反應中產生氣體，可根據生成氣泡的快慢判斷，氯化鐵和硫酸銅中陰陽離子都不同，無法判斷是陰離子起作用還是陽離子起作用，硫酸鈉和硫酸銅陰離子相同，可以消除陰離子不同對實驗的干擾，
故答案為：產生氣泡的快慢；消除陰離子不同對實驗的干擾；
（2）A儀器名稱是分液漏斗，檢驗裝置氣密性的方法是：關閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位，如果不恢復原位，則證明氣密性良好，否則不好；根據v=

△C

△t

知，還需要測定產生40mL氣體所需的時間，
故答案為：分液漏斗；關閉分液漏斗的活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位；產生40mL氣體所需的時間；
（3）反應速率與反應物濃度成正比，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小，
故答案為：速率越來越小；隨著反應的進行，雙氧水濃度減小，反應速率減慢；
設雙氧水的物質的量為x，
2H₂O₂

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x=

2mol×0.06L

22.4L

=0.0054mol，
所以其物質的量濃度=

0.0054mol

0.05L

=0.11 mol?L^-1，
故答案為：0.11 mol?L^-1．

點評：本題考查實驗方案設計，根據v=

△C

△t

來設計實驗，通過得到氣體的體積和時間的關系確定影響反應速率的因素，難度中等．