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(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示．

（1）反應(yīng)放出$\frac{3}{4}$氣體所需時(shí)間為2min
（2）A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)镈＞C＞B＞A
（3）計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度0.108mol/L
（4）求反應(yīng)到2min時(shí)，H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?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(jì)算則反應(yīng)放出$\frac{3}{4}$氣體時(shí)生成氧氣的體積，結(jié)合圖象可知需要時(shí)間；
（2）A點(diǎn)過氧化氫分解完畢，反應(yīng)速率最小，其它各點(diǎn)斜率越大表示反應(yīng)速率越快；
（3）計(jì)算最終生成氧氣的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算過氧化氫物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度；
（4）根據(jù)m=ρV計(jì)算原溶液質(zhì)量，根據(jù)方程式計(jì)算分解的過氧化氫，此時(shí)溶液質(zhì)量=原溶液質(zhì)量-氧氣質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算此時(shí)過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)放出$\frac{3}{4}$氣體時(shí)生成氧氣為$\frac{3}{4}$×60mL=45mL，結(jié)合圖象可知需要時(shí)間為2min，故答案為：2min；
（2）A點(diǎn)過氧化氫分解完畢，反應(yīng)速率最小，其它各點(diǎn)斜率越大表示反應(yīng)速率越快，故反應(yīng)速率D＞C＞B＞A，故答案為：D＞C＞B＞A；
（3）最終生成氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.06L}{22.4L/mol}$≈0.0027mol，由2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可知H₂O₂的物質(zhì)的量為0.0027mol×2=0.0054mol，故H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度$\frac{0.0054mol}{0.05L}$=0.108mol/L，
故答案為：0.108mol/L；
（4）原溶液質(zhì)量為50mL×1.1g•mL^-1=55g，2min時(shí)生成氧氣物質(zhì)的量為$\frac{0.045L}{22.4L/mol}$=0.002，由2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可知分解的H₂O₂的物質(zhì)的量為0.002mol×2=0.004mol，剩余的過氧化氫為（0.0054mol-0.004mol）×34g/mol=0.0476g，此時(shí)溶液質(zhì)量=55g-0.002mol×32g/mol=54.936g，故此時(shí)過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.0476g}{54.936g}$×100%=0.087%，
故答案為：0.087%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)方程式有關(guān)計(jì)算等，難度不大，但題目計(jì)算量較大，屬于易錯(cuò)題目．