Question

為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學做了以下實驗，請回答

編號	操作	實驗現象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴等濃度 FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡．	試管A中不再產生氣泡；試管B中產生的氣泡量增大．
②	另取兩支試管分別加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產生．

（1）過氧化氫分解的化學方程式為

2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑

．
（2）實驗①的目的是

研究溫度對H₂O₂分解速率的影響

．
實驗中滴加FeCl₃溶液的目的是

加快H₂O₂分解速率，使實驗現象易于觀察

．
（3）實驗②未觀察到預期的實驗現象，為了幫助該同學達到實驗目的，你提出的對上述操作的改進意見是

將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴等濃度FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率

（用實驗中提供的試劑）．
（4）某同學在50mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積與反應時間的關系如圖1所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應速率最慢的是

C點的速率

．
（5）催化劑是化學反應前后

質量和化學性質

 均未改變的一類化學物質．
（6）對于H₂O₂分解反應，Cu²⁺也有一定的催化作用．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甲、乙所示的實驗．請回答相關問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察

溶液中氣泡產生的速率

，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

排除氯離子的干擾

．
②定量分析：用圖乙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略．實驗中需要測量的數據是

收集40mL氣體所需的時間

．

Answer 1

分析：（1）根據FeCl₃在此反應中作催化劑，過氧化氫分解生成氧氣和水，寫出反應的方程式；
（2）根據試管A、B實驗操作的異同點解答實驗目的；
（3）根據影響化學反應速率的外界因素解答；
（4）根據速率的表示方法和圖象橫坐標和縱坐標的意義解答；
（5）根據催化劑的定義分析；
（6）至于定性分析可以根據產生氣泡的速率來進行判斷反應的快慢；在探究類似的影響反應速率的快慢的因素時通常采取控制變量法來進行實驗，選擇合適的物質；
若定量分析反應的快慢可以收集一定體積的氣體，時間短則反應快，可以據此解答．

解答：解：（1）過氧化氫分解，FeCl₃在此反應中作催化劑，起催化作用，能加快過氧化氫分解產生氧氣的速率，反應的方程式為：2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑；
（2）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入2滴等濃度 FeCl₃溶液．待試管中均有適量氣泡出現，說明過氧化氫分解能發生，試管A、B中均有適量氣泡出現時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，兩支試管不同點是試管A的溫度比試管B的溫度低，說明研究的是溫度對反應速率的影響，而開始加滴加FeCl₃溶液，目的加快H₂O₂分解，使實驗現象易于觀察；
（3）影響化學反應速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強、催化劑、固體的表面積，另取兩支試管分別加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，試管A、B中均未見氣泡產生，為加快反應速率，可從溫度或催化劑的影響角度考慮，如：將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴等濃度的 FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率； 
（4）該圖象橫坐標表示時間，縱坐標表示生成氣體的體積，時間越短生成的氣體越多，反應速率越快，所以速率最慢的為C；
（5）催化劑是改變反應的速率，而在化學反應前后其質量和化學性質都沒有發生改變；
（6））①至于定性分析可以根據產生氣泡的速率來進行判斷反應的快慢；為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，要保持其它條件相同，而FeCl₃溶液中還有氯離子，CuSO₄中含有銅離子，因此氯離子可能也會影響反應速率，產生干擾，所以可將將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃；
②若定量分析反應的快慢可以測定收集40mL的氣體所需的時間，時間短則反應快；
故答案為：（1）2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑；
（2）研究溫度對H₂O₂分解速率的影響    加快H₂O₂分解速率，使實驗現象易于觀察；
（3）將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴等濃度FeCl₃溶液，觀察產生氣泡的速率；
（4）C點的速率；
（5）質量和化學性質；
（6）①溶液中氣泡產生的速率； Fe₂（SO₄）₃；排除氯離子的干擾（合理即可）；
②收集40mL氣體所需的時間．

點評：本題主要考查學生的實驗探究能力，可依據催化劑的特點和控制變量法的思想分析問題及設計方案，綜合性比較強，難度較大．