Question

【題目】研究發現某些金屬離子如 Fe3+、Cu2+等對H2O2的分解也具有催化作用，為了比較 MnO2與 Fe3+和Cu2+的催化效果，某同學設計了如圖甲、乙所示的實驗。

請回答相關問題：

（1）定性分析：圖甲可通過觀察__________（填寫相關實驗現象）， 定性比較得出結論。有同學提出將FeCl3 改為 Fe2(SO4)3 或者將 CuSO4 改為 CuCl2 更為合理，其理由是______________。

（2）定量分析：如圖乙所示，實驗時均以生成40mL氣體為準，其它可能影響實驗的因素均已忽略。檢查乙裝置氣密性的方法是_____________，實驗中需要測量的數據是___________。

（3）加入0.10mol MnO2 粉末于50mL H2O2溶液中，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所示．

①實驗時放出氣體的總體積是_______mL， 反應放出氣體所需時間約為_________min。

②A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為 D＞C＞B＞A．解釋反應速率變化的原因：______________。

③計算 H2O2 的初始物質的量濃度為__________mol/L。（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）產生氣泡的快慢（2分）消除陰離子不同對實驗的干擾（2分）

（2）關閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉出一段，過一會后看其是否回到原位（2分）產生40mL氣體所需的時間（2分）

（3）①60（1分）4（1分）②隨著反應的進行，濃度減小，反應速率減慢（2分）③0.11（2分）

【解析】

試題分析：（1）比較反應速率的大小可通過生成氣泡的快慢來判斷，比較金屬陽離子的催化效果要排斥陰離子的干擾；

（2）檢驗氣密性可通過關閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉出一段，如活塞回到原位說明氣密性良好；比較化學反應速率大小，可用生成相同體積氣體所需時間，或相同時間內生成氣體的體積進行判斷；

（3）①當反應進行到4min時，反應結束，生成氣體的體積最大為60mL；

②由于隨著反應的進行，濃度減小，因此導致反應速率減慢；

③根據方程式計算

2H2O＝2H2O+O2↑

2mol 22.4L

n（H2O2） 0.06L

n（H2O2）=2mol×0.06L/22.4L=0.00536mol，

所以c（H2O2）=0，00536mol/0.05L=0.11 molL-1。