Question

8．為了研究外界條件對過氧化鈉分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實驗．

編號	操 作	實驗現(xiàn)象
①	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)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．	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 5mL10%H2O2溶液．	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產(chǎn)生

（1）①中過氧化氫分解的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實驗①的目的是研究溫度對H₂O₂分解速率的影響．
（3）實驗②的目的是探究溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響，為達(dá)到使用目的，還需進(jìn)行的后續(xù)操作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1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率．（所用試劑限本實驗中提供的）．
（4）對于H₂O₂分解反應(yīng)，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(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗．請回答相關(guān)問題：如圖所示．同學(xué)們分別從定性和定量角度進(jìn)行了比較．

①定性分析：如圖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：控制陰離子相同，排除陰離子的干擾．
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(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已忽略．實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40ml氣體所需要的時間．

Answer 1

分析 （1）在FeCl₃催化作用下，過氧化氫分解生成氧氣和水；
（2）實驗①中試管A、B中只有溫度不同，滴加FeCl₃溶液雙氧水的分解速率增大，現(xiàn)象明顯；
（3）現(xiàn)象不明顯可以提高反應(yīng)速率，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素解答；
（4）①根據(jù)反應(yīng)生成氣體的快慢分析；根據(jù)H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陰離子相同，更為合理；
②該反應(yīng)是通過反應(yīng)速率分析的，所以根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$判斷．

解答 解：（1）過氧化氫分解，F(xiàn)eCl₃在此反應(yīng)中作催化劑，起催化作用，能加快過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的速率，其反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）分別在試管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液．待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)，說明過氧化氫分解能發(fā)生，試管A、B中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中，兩支試管不同點(diǎn)是試管A的溫度比試管B的溫度低，說明研究的是溫度對反應(yīng)速率的影響，
故答案為：研究溫度對H₂O₂分解速率的影響；
（3）另取兩支試管分別加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，試管A、B中均未見氣泡產(chǎn)生，說明在常溫或者無催化劑時，雙氧水分解很慢，為加快反應(yīng)速率，可從溫度升溫、或使用催化劑，實驗②的目的是探究溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究溫度和催化劑對反應(yīng)速率的影響； 將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率；
（4）①該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體，而且反應(yīng)放熱，所以可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢來判斷反應(yīng)速率大小，H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陰離子相同，這樣可以控制陰離子相同，排除陰離子的干擾，更為合理，
故答案為：溶液中氣泡產(chǎn)生的速率；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾；
②該反應(yīng)是通過生成氣體的反應(yīng)速率分析判斷的，所以根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$可知，需要測量的數(shù)據(jù)是產(chǎn)生40ml氣體所需要的時間，
故答案為：產(chǎn)生40ml氣體所需要的時間．

點(diǎn)評 本題主要考查外界條件對反應(yīng)速率的影響及催化劑的作用，側(cè)重于學(xué)生的實驗探究能力的考查，解答時須注意實驗的原理，難度中等．