Question

(10分)經(jīng)研究知Cu^2＋對H₂O₂分解也具有催化作用，為比較Fe^3＋和Cu^2＋對H₂O₂分解的催化效果，某研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。回答相關(guān)問題：
(1) 定性分析：如圖甲可通過觀察____________________________________，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____________________________________________________________________，
寫出H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
____________________________________________________________________。

(2) 定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時均以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。圖中儀器A的名稱為________，實(shí)驗(yàn)中需要測量的數(shù)據(jù)是___________________________________________________________。
檢查乙裝置氣密性的方法是
____________________________________________________________________。
(3) 0.6 mol X氣體和0.6 mol Y氣體混合于2 L密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：
2X(g)＋Y(g)===nZ(g)＋2W(g)， 2 min末生成0.2 mol W，若測得以Z的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.1 mol／(L·min)，則前2 min內(nèi)，用X的物質(zhì)的量濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為________；2 min末時Y的物質(zhì)的量濃度為________；化學(xué)方程式中，Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)n＝________。
(4) 在一定溫度下，反應(yīng)：2A(s)＋2B(g)  C(g)＋D(g)在恒容容器中進(jìn)行，不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是________

A．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時間而變化

B．混合氣的密度不再隨時間而變化

C．A的質(zhì)量不再改變

D．平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變

Answer 1

(1)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾

(2)分液漏斗　收集40mL氣體所需要的時間　關(guān)閉A上的玻璃旋塞，將針筒的活塞拉出(或推進(jìn))一段后松開，活塞能回到原來的位置說明氣密性良好(其他答案合理也給分)
(3)v(X)＝v(W)＝0.05 mol·L^－1·min^－1； 0.25 mol/L；4　
(4)A

（1）催化劑的不同會引起反應(yīng)速率的不同，所以根據(jù)反應(yīng)中產(chǎn)生氣泡的快慢來定性分析催化劑的催化效果。為了是實(shí)驗(yàn)具有可比性，應(yīng)該使溶液中的陰離子也相同，這樣才能排出陰離子不同可能組成的干擾。
（2）從外觀分析A是分液漏斗，收集相同的體積，因此需要測量所用時間的長短。由于裝置的右側(cè)是帶有活塞的針筒，所以檢驗(yàn)其氣密性時不能利用傳統(tǒng)的方法檢驗(yàn)，正確的方法是關(guān)閉A上的玻璃旋塞，將針筒的活塞拉出(或推進(jìn))一段后松開，活塞能回到原來的位置說明氣密性良好，否則漏氣。
（3）以Z的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.1 mol／(L·min)，因此生成Z的物質(zhì)的量是0.1 mol／(L·min)×2L×2min=0.4mol，同時生成W是0.2mol，因?yàn)槲镔|(zhì)的變化量之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以n等于4.。因?yàn)槲镔|(zhì)的量的變化量和相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)是成正比的，所以速率之比應(yīng)該是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故用X的物質(zhì)的量濃度變化表示的平均反應(yīng)速率也是0.05 mol／(L·min)。生成0.2molW，就必然消耗0.1molY，則剩余Y是0.5mol，所以2 min末時Y的物質(zhì)的量濃度為0.25mol/L。
（4）因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積是不變的，所以在反應(yīng)過程中壓強(qiáng)始終是不變的，A不正確。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，容積不變，但混合氣的質(zhì)量是變化的，所以當(dāng)混合氣的密度不再隨時間而變化時，可以說明達(dá)到平衡狀態(tài)。A的質(zhì)量不再改變，說明正逆反應(yīng)速率相等，因此選項(xiàng)C正確。混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的物質(zhì)的量的比值，混合氣的物質(zhì)的量不變，但質(zhì)量是變化的，因此當(dāng)平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變時可以說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。