Question

為了研究外界條件對(duì)過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題．

編號(hào)	操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，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(chǎn)生氣泡； 試管B中產(chǎn)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(chǎn)生．

（1）過氧化氫分解的化學(xué)方程式為

2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑

．
（2）實(shí)驗(yàn)①的目的是

研究溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響

．實(shí)驗(yàn)中滴加FeCl₃溶液的目的是

加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易于觀察

．
（3）實(shí)驗(yàn)②未觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�你提出的�?duì)上述操作的改進(jìn)意見是

將兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時(shí)滴入2滴1mol/LFeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率

（用實(shí)驗(yàn)中所提供的幾種試劑）．
（4）某同學(xué)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（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖1所示，則A、B、C三點(diǎn)所表示的瞬時(shí)反應(yīng)速率最慢的是

C點(diǎn)的即時(shí)速率

．
（5）對(duì)于H₂O₂分解反應(yīng)，Cu²⁺也有一定的催化作用．為比較Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖2甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答相關(guān)問題：

①定性分析：如圖2甲可通過觀察

溶液中氣泡產(chǎn)生的速率

，定性比較得出結(jié)論．有同學(xué)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（合理即可）

．
②定量分析：用圖2乙所示裝置做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是

收集40mL氣體所需的時(shí)間

．

Answer 1

分析：（1）氯化鐵作催化劑條件下，雙氧水分解生成氧氣和水；
（2）根據(jù)試管A、B實(shí)驗(yàn)操作的異同點(diǎn)解答；
（3）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素解答；
（4）根據(jù)速率的表示方法和圖象橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義解答；
（5）①定性分析可以根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速率來進(jìn)行判斷反應(yīng)的快慢，在探究影響反應(yīng)速率的快慢的因素時(shí)通常采取控制變量法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇合適的物質(zhì)；
②若定量分析反應(yīng)的快慢可以收集一定體積的氣體，時(shí)間短則反應(yīng)快．

解答：解：（1）氯化鐵作催化劑條件下，雙氧水迅速分解生成氧氣和水，反應(yīng)方程式為：2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑；
（2）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)，說明過氧化氫分解能發(fā)生，試管A、B中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí)，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(diǎn)是試管A的溫度比試管B的溫度低，說明研究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，而開始加滴加FeCl₃溶液，目的加快H₂O₂分解，
故答案為：研究溫度對(duì)H₂O₂分解速率的影響；加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易于觀察；
（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強(qiáng)、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(chǎn)生，為加快反應(yīng)速率，可從溫度、催化劑的影響角度考慮，
故答案為：將兩支試管同時(shí)放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時(shí)滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率；        
（4）該圖象橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示生成氣體的體積，時(shí)間越短生成的氣體越多，反應(yīng)速率越快，所以速率最慢的為C；
（5）①至于定性分析可以根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速率來進(jìn)行判斷反應(yīng)的快慢；為比較Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)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(huì)影響反應(yīng)速率，產(chǎn)生干擾，所以可將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃，
故答案為：溶液中氣泡產(chǎn)生的速率，排除氯離子的干擾（合理即可）；
②若定量分析反應(yīng)的快慢可以測(cè)定收集40mL的氣體所需的時(shí)間，時(shí)間短則反應(yīng)快，
故答案為：收集40mL氣體所需的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，可依據(jù)催化劑的特點(diǎn)和控制變量法的思想分析問題及設(shè)計(jì)方案，綜合性比較強(qiáng)，難度較大．