Question

【題目】用如下圖所示的裝置來測定鎂與硫酸反應的速率，在錐形瓶中加入0．7克鎂帶，按右圖連接好裝置，從A中加入20．0ml0．5mol/LH2SO4。記錄注射器活塞的位置和相應的時間。記錄數據如下

時間/s	0	t	2t	．．．．．．
活塞的位置/ml	17．3	25．6	36．6	．．．．．．

（1）檢查該裝置氣密性的方法是。

（2）儀器A的名稱是。

（3）0-t時間段與t-2t時間段，化學反應速率最快的是，原因是。

（4）用上述裝置探究Fe3+、Cu2+對雙氧水分解速率的影響，所用試劑：5%H2O2、0．1mol/LFeCl3、0．2mol/LCuCl2，完成下表的實驗設計：

①寫出本實驗H2O2分解反應方程式并標明電子轉移的方向和數目：___________。

②上表中需要添加的物質是mlFeCl3溶液。

③本實驗需要測定的數據是。

（5）為確定MnO2催化雙氧水分解的最佳條件，用該實驗裝置進行實驗，反應物用量和反應停止的時間數據如下表。

MnO2 時間 H2O2	0．1g	0．3g	0．8g
10mL1．5%	223s	67s	36s
10mL3．0%	308s	109s	98s
10mL4．5%	395s	149s	116s

分析表中數據回答下列問題：

①相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著MnO2用量的增加而_______（填“加快”、“減慢”或“不變”）。

②從實驗效果和“綠色化學”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入__________g的MnO2為較佳選擇。

③該小組的某同學分析上述數據后認為：“當用相同質量的MnO2時，雙氧水的濃度越小，所需要的時間就越少，亦即其反應速率越快”的結論，你認為是否正確？______（填“正確”或“不正確”），理由是_________________________。（提示：H2O2溶液的密度可認為近似相等。）

Answer 1

【答案】（1）將裝置安裝好后，關閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，然后松開活塞，若活塞回到原位則氣密性良好；或先將活塞位置固定好，然后從分液漏斗中加水，若水不能順利流下，則裝置氣密性好。其他合理方案也可。

（2）分液漏斗

（3）t-2t鎂與硫酸反應放熱，溫度升高，反應速率加快

（4）①

②4

③收集相同體積的氧氣所需時間（或相同時間產生氧氣的體積）

（5）①加快

②0．3

③不正確H2O2的濃度擴大2倍（從1．5%-3．0%）,但反應所需時間比其2倍小得多

【解析】

試題分析：（1）檢查該裝置氣密性的方法是將裝置安裝好后，關閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，然后松開活塞，若活塞回到原位則氣密性良好；

（2）裝置中儀器A的名稱是分液漏斗；

（3）0-t時間段活塞移動8．3mL，t-2t時間段活塞移動11．0mL，化學反應速率最快的是t-2t時間段，原因是鎂與硫酸反應放熱，溫度升高，反應速率加快；

（4）①H2O2分解反應方程式及電子轉移的方向和數目為；

②為保證溶液的總體積相等，上表中需要添加的FeCl3溶液的體積為10+2+2-10=4ml；

③實驗過程中可以通過測定收集相同體積的氧氣所需時間（或相同時間產生氧氣的體積）

來判斷反應的速率大小；

（5）①濃度相等時，增加MnO2用量反應所需要的時間減小，說明反應速率隨著MnO2用量的增加而加快；

②過多增加MnO2用量，速率并不完全成正比，則從實驗效果和“綠色化學”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入0．3g的MnO2為較佳選擇。

③不正確，理由是H2O2的濃度擴大2倍（從1．5%-3．0%），但反應所需時間比其2倍小得多。