Question

【題目】氧化劑H2O2在反應(yīng)時不產(chǎn)生污染物被稱為“綠色氧化劑”，因而受到人們越來越多的關(guān)注。

Ⅰ.某實驗小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下表所示的方案完成實驗。

（1）實驗①和②的目的是___________。同學(xué)們進(jìn)行實驗時沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實驗?zāi)康�，你對原實驗方案的改進(jìn)方法是__________（填一種方法即可）。

（2）實驗③④⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖1所示。分析該圖能夠得出的實驗結(jié)論是_______________。

Ⅱ.資料顯示，某些金屬離子或金屬氧化物對H2O2的分解起催化作用。為比較Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果，該實驗小組的同學(xué)設(shè)計了如圖2所示的實驗裝置進(jìn)行實驗。

（1）某同學(xué)通過測定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢，實驗時可以通過測量_________或________來比較。

（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖3所示。請解釋化學(xué)反應(yīng)速率變化的原因：_______。請計算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為__________（保留兩位有效數(shù)字）。為探究MnO2在此實驗中對H2O2的分解起催化作用，需補做下列實驗（無需寫出具體操作）：a._______；b._______。

Answer 1

【答案】探究濃度對反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中） 堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率 單位時間生成O2的體積 生成單位體積O2所需要的時間 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 0.11 mol·L－1 MnO2的質(zhì)量有沒有改變 MnO2的化學(xué)性質(zhì)有沒有改變

【解析】

Ⅰ．(1)實驗①和②的濃度不同；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較；

(2)由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，以此來解答；

Ⅱ．(1)實驗時可以通過測量單位時間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時間來比較；

(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減�。桓鶕�(jù)圖象可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，根據(jù)2H2O2 2H2O+O2↑進(jìn)行計算；根據(jù)催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不變解答。

Ⅰ.(1)實驗①和②的濃度不同，則該實驗的目的為探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中；

(2)由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實驗方案可知，堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率；

Ⅱ.(1)通過測定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢，實驗時可以通過測量單位時間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時間來比較；

(2)濃度越大，反應(yīng)速率越大，反之越小，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，則速率逐漸減��；根據(jù)圖像可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，H2O2的分解反應(yīng)為2H2O22H2O＋O2↑，則：n(H2O2)＝×2≈0.005 36 mol，所以H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為c(H2O2)＝≈0.11 mol·L－1；如果反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量沒有改變，MnO2的化學(xué)性質(zhì)也沒有改變，則證明MnO2在此實驗中對H2O2的分解起催化作用。