Question

13．加入0.1mol MnO₂粉末于50mL過氧化氫溶液（ρ=1.1g•mL^-1）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）反應放出$\frac{3}{4}$氣體所需時間為2min
（2）A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為D＞C＞B＞A
（3）計算H₂O₂的初始物質的量濃度0.108mol/L
（4）求反應到2min時，H₂O₂的質量分數(shù)0.087%．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，過氧化氫完全分解生成氧氣為60mL，計算則反應放出$\frac{3}{4}$氣體時生成氧氣的體積，結合圖象可知需要時間；
（2）A點過氧化氫分解完畢，反應速率最小，其它各點斜率越大表示反應速率越快；
（3）計算最終生成氧氣的物質的量，根據(jù)方程式計算過氧化氫物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算H₂O₂的初始物質的量濃度；
（4）根據(jù)m=ρV計算原溶液質量，根據(jù)方程式計算分解的過氧化氫，此時溶液質量=原溶液質量-氧氣質量，進而計算此時過氧化氫的質量分數(shù)．

解答 解：（1）由圖可知，過氧化氫完全分解生成氧氣為60mL，則反應放出$\frac{3}{4}$氣體時生成氧氣為$\frac{3}{4}$×60mL=45mL，結合圖象可知需要時間為2min，故答案為：2min；
（2）A點過氧化氫分解完畢，反應速率最小，其它各點斜率越大表示反應速率越快，故反應速率D＞C＞B＞A，故答案為：D＞C＞B＞A；
（3）最終生成氧氣的物質的量為$\frac{0.06L}{22.4L/mol}$≈0.0027mol，由2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可知H₂O₂的物質的量為0.0027mol×2=0.0054mol，故H₂O₂的初始物質的量濃度$\frac{0.0054mol}{0.05L}$=0.108mol/L，
故答案為：0.108mol/L；
（4）原溶液質量為50mL×1.1g•mL^-1=55g，2min時生成氧氣物質的量為$\frac{0.045L}{22.4L/mol}$=0.002，由2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可知分解的H₂O₂的物質的量為0.002mol×2=0.004mol，剩余的過氧化氫為（0.0054mol-0.004mol）×34g/mol=0.0476g，此時溶液質量=55g-0.002mol×32g/mol=54.936g，故此時過氧化氫的質量分數(shù)=$\frac{0.0476g}{54.936g}$×100%=0.087%，
故答案為：0.087%．

點評 本題考查化學反應速率、化學方程式有關計算等，難度不大，但題目計算量較大，屬于易錯題目．