Question

【題目】氧化劑H2O2在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物被稱為“綠色氧化劑”，因而受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是___________。同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你�?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是__________（填一種方法即可）。

（2）實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示。分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_______________。

Ⅱ.資料顯示，某些金屬離子或金屬氧化物對(duì)H2O2的分解起催化作用。為比較Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解的催化效果，該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）某同學(xué)通過(guò)測(cè)定O2的體積來(lái)比較H2O2的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量_________或________來(lái)比較。

（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖3所示。請(qǐng)解釋化學(xué)反應(yīng)速率變化的原因：_______。請(qǐng)計(jì)算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為__________（保留兩位有效數(shù)字）。為探究MnO2在此實(shí)驗(yàn)中對(duì)H2O2的分解起催化作用，需補(bǔ)做下列實(shí)驗(yàn)（無(wú)需寫出具體操作）：a._______；b._______。

Answer 1

【答案】探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中） 堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率 單位時(shí)間生成O2的體積 生成單位體積O2所需要的時(shí)間 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 0.11 mol·L－1 MnO2的質(zhì)量有沒有改變 MnO2的化學(xué)性質(zhì)有沒有改變

【解析】

Ⅰ．(1)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來(lái)比較；

(2)由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，以此來(lái)解答；

Ⅱ．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時(shí)間來(lái)比較；

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減��；根據(jù)圖象可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，根據(jù)2H2O2 2H2O+O2↑進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不變解答。

Ⅰ.(1)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來(lái)比較，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中；

(2)由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知，堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率；

Ⅱ.(1)通過(guò)測(cè)定O2的體積來(lái)比較H2O2的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時(shí)間來(lái)比較；

(2)濃度越大，反應(yīng)速率越大，反之越小，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，則速率逐漸減��；根據(jù)圖像可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，H2O2的分解反應(yīng)為2H2O22H2O＋O2↑，則：n(H2O2)＝×2≈0.005 36 mol，所以H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為c(H2O2)＝≈0.11 mol·L－1；如果反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量沒有改變，MnO2的化學(xué)性質(zhì)也沒有改變，則證明MnO2在此實(shí)驗(yàn)中對(duì)H2O2的分解起催化作用。