Question

1．為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學做了以下實驗，請回答下列問題．

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2滴等濃度 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℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡．	試管A中不再產生氣泡；試管B中產生的氣泡量增大．
②	另取兩支試管分別加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產生．

（1）過氧化氫分解的化學方程式為2H₂O₂2H₂O+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未觀察到預期的實驗現(xiàn)象，為了幫助該同學達到實驗目的，你提出的對上述操作的改進意見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，觀察產生氣泡的速率 （用實驗中提供的試劑）．
（4）對于H₂O₂分解反應，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，某化學研究小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗．請回答相關問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察溶液中氣泡產生的速率，定性比較得出結論．有同學提出將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．

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速率，結合影響化學反應速率的外界因素解答；
（4）根據反應生成氣體的快慢分析；根據H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陽離子相同，更為合理．

解答 解：（1）過氧化氫分解，F(xiàn)eCl₃在此反應中作催化劑，起催化作用，能加快過氧化氫分解產生氧氣的速率，其反應的方程式為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂2H₂O+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速率的影響，
故答案為：研究溫度對H₂O₂分解速率的影響；
（3）影響化學反應速率的外界因素有濃度、溫度、氣體的壓強、催化劑、固體的表面積，另取兩支試管分別加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，試管A、B中均未見氣泡產生，為加快反應速率，可從溫度、或催化劑的影響角度考慮，
故答案為：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，觀察產生氣泡的速率；
（4）①該反應中產生氣體，而且反應放熱，所以可根據反應產生氣泡快慢來判斷反應速率大小，
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：溶液中氣泡產生的速率；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾．

點評 本題主要考查外界條件對反應速率的影響及催化劑的作用，側重于學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．