Question

【題目】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	實驗操作	實驗現象
①	分別在試管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現時，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5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液。	試管A、B中均未明顯見到有氣泡產生。

（1）實驗①的目的是___________________________________________，實驗中滴加FeCl3溶液的目的是________________________________。

（2）實驗②未觀察到預期的實驗現象，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________________________________________________________（用實驗中所提供的幾種試劑）。

（3）某同學在50 mL一定濃度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況下）與反應時間的關系如下圖甲所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應速率最慢的是_____________。

甲 乙 丙

（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乙、丙所示的實驗。請回答相關問題：

①定性如圖乙可通過觀察_________________________________，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_______________________________________。

②定量用圖丙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40 mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數據是______________________________。

（5）通過對上述實驗過程的分析，在實驗設計時，要考慮_________方法的應用。

Answer 1

【答案】研究溫度對H2O2分解速率的影響加快H2O2分解速率，使實驗現象易于觀察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C溶液中氣泡產生的速率排除氯離子的干擾（其他合理答案也給分）收集40mL氣體所需的時間控制變量（或對比）

【解析】

（1）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，說明過氧化氫分解能發生，試管A、B中均有適量氣泡出現時，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，而開始加滴加FeCl3溶液，目的加快H2O2分解，故答案為：研究溫度對H2O2分解速率的影響；加快H2O2分解速率，使實驗現象易于觀察；

（2）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；

（3）該圖象橫坐標表示時間，縱坐標表示生成氣體的體積，時間越短生成的氣體越多，反應速率越快，所以速率最慢的為C，故答案為：C點的即時速率；

（4）①由于反應中產生氧氣，所以可通過觀察溶液中氣泡產生的速率來比較反應快慢；由于兩種鹽溶液中陰離子不同，所以為排除陰離子不同（或排除氯離子的干擾）而造成實驗的不準確，將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理；

②要想定量分析，則必須測量收集40mL氣體所需的時間來比較反應的快慢；

（5）通過對上述實驗過程的分析，在實驗設計時，要考慮控制變量（或對比）方法的應用。