Question

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，因而受到人們越來越多的關(guān)注。
Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H₂O₂分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2%H2O2溶液	無
②	10 mL 5%H2O2溶液	無
③	10 mL 5%H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
④	10 mL 5%H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液

 
(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�，你對原�?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是________(填一種即可)。
(2)實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。

分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________。
Ⅱ.資料顯示，某些金屬離子對H₂O₂的分解起催化作用。為比較Fe^3＋和Cu^2＋對H₂O₂分解的催化效果，該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)某同學(xué)通過測定O₂的體積來比較H₂O₂的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過測量________或________來比較；
(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)系如圖所示。解釋反應(yīng)速率變化的原因：________，計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度為________。(保留兩位有效數(shù)字，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)

Ⅲ.(1)為了加深對影響反應(yīng)速率因素的認(rèn)識，老師讓甲同學(xué)完成下列實(shí)驗(yàn)：
在Ⅱ中的實(shí)驗(yàn)裝置的錐形瓶內(nèi)盛6.5 g鋅粒(顆粒大小基本相同)，通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸，10 s時(shí)收集產(chǎn)生的H₂體積為50 mL(若折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H₂體積為44.8mL)，用鋅粒來表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為______g/s；
(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡理論，聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際，你認(rèn)為下列說法不正確的是________(填序號)。
A．化學(xué)反應(yīng)速率理論可以指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品
B．勒夏特列原理可以指導(dǎo)怎樣使有限原料多出產(chǎn)品
C．催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效辦法
D．正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益

Answer 1

Ⅰ.(1)探究濃度對反應(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)物的試管放入同一熱水浴中)　(2)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)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　(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢；0.11 mol/L
Ⅲ.(1)0.013　(2)C

Ⅰ.(1)實(shí)驗(yàn)①和②的不同點(diǎn)是反應(yīng)物的濃度不同，故這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；為了加快雙氧水分解，可以向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑，也可以將盛有反應(yīng)物的試管放入同一熱水浴中來提高反應(yīng)速率。(2)實(shí)驗(yàn)④是酸性環(huán)境、實(shí)驗(yàn)⑤是堿性環(huán)境。圖像中實(shí)驗(yàn)⑤的反應(yīng)速率最快，說明堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率；實(shí)驗(yàn)④的反應(yīng)速率最慢，說明酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率。
Ⅱ.(1)可以通過測量單位時(shí)間產(chǎn)生O₂的體積或生成單位體積O₂所需要的時(shí)間來衡量H₂O₂的分解速率；
(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H₂O₂的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減慢，到4分鐘時(shí)H₂O₂完全分解，標(biāo)準(zhǔn)狀況下共產(chǎn)生O₂60 mL，n(O₂)≈2.68×10^－3 mol，n(H₂O₂)＝2.68×10^－3 mol×2＝5.36×10^－3 mol，c(H₂O₂)＝5.36×10^－3mol/0.05 L≈0.11 mol/L。
Ⅲ.標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的體積為44.8 mL，故n(H₂)＝0.002 mol，故n(Zn)＝0.002 mol，m(Zn)＝0.002 mol×65 g/mol＝0.13 g，反應(yīng)共用了10 s，故用鋅粒來表示10 s內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013 g/s。