Question

H₂O₂是實驗室常用的一種化學試劑。某實驗小組以H₂O₂分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。

實驗編號	反應物	催化劑
①	10mL2% H2O2溶液	無
②	10mL5% H2O2溶液	無
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液

（1）實驗①和②的目的是_                                     　　　             　　，

（2）實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如下圖。分析下圖能夠得出的結論是                                           。

（3）為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學研究小組的同學設計了如下圖所示的實驗裝置進行實驗。

實驗時均以生成40mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略，則實驗中需要測量的數是        。

（4）H₂O₂能氧化H2SO4 酸化的FeSO4,離子方程式為                       ；

 

Answer 1

【答案】

（8分）（1）探究H₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響。

（2）圖像顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱。

（3）測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計算出反應速率。

（4）Fe²⁺+2H₂O₂+4H⁺＝ Fe³⁺+4H₂O

【解析】

試題分析：（1）根據表中數據可知，實驗①②中不同之處在于雙氧水的濃度不同，所以實驗目的是探究H₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響。

（2）由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，結合實驗方案可知，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，即實驗結論是圖像顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱。

（3）要比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，應在相同的條件下利用一個變量來比較，同時還需要測量測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計算出反應速率。

（4）雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，反應的離子方程式是Fe²⁺+2H₂O₂+4H⁺＝Fe³⁺+4H₂O。

考點：考查影響化學反應速率因素的實驗探究

點點評：該題是中等難度的試題，試題綜合性強，側重對學生實驗探究能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)學生的學習積極性，也有助于培養(yǎng)學生的規(guī)范實驗設計能力。所以該類試題主要是以實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。該題能較好的考查學生實驗設計、數據處理、圖象分析的綜合能力。在解答時注意已知信息的利用。