Question

(10分)經研究知Cu^2＋對H₂O₂分解也具有催化作用，為比較Fe^3＋和Cu^2＋對H₂O₂分解的催化效果，某研究小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。回答相關問題：
(1) 定性分析：如圖甲可通過觀察____________________________________，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____________________________________________________________________，
寫出H₂O₂在二氧化錳作用下發生反應的化學方程式
____________________________________________________________________。

(2) 定量分析：如圖乙所示，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。圖中儀器A的名稱為________，實驗中需要測量的數據是___________________________________________________________。
檢查乙裝置氣密性的方法是
____________________________________________________________________。
(3) 0.6 mol X氣體和0.6 mol Y氣體混合于2 L密閉容器中，發生如下反應：
2X(g)＋Y(g)===nZ(g)＋2W(g)， 2 min末生成0.2 mol W，若測得以Z的物質的量濃度變化表示的反應速率為0.1 mol／(L·min)，則前2 min內，用X的物質的量濃度變化表示的平均反應速率為________；2 min末時Y的物質的量濃度為________；化學方程式中，Z的化學計量數n＝________。
(4) 在一定溫度下，反應：2A(s)＋2B(g)  C(g)＋D(g)在恒容容器中進行，不能說明該反應已經達到平衡的是________

A．容器內的壓強不隨時間而變化

B．混合氣的密度不再隨時間而變化

C．A的質量不再改變

D．平衡混合氣體的平均相對分子質量不再改變

Answer 1

(1)反應產生氣泡快慢；控制陰離子相同，排除陰離子的干擾

(2)分液漏斗　收集40mL氣體所需要的時間　關閉A上的玻璃旋塞，將針筒的活塞拉出(或推進)一段后松開，活塞能回到原來的位置說明氣密性良好(其他答案合理也給分)
(3)v(X)＝v(W)＝0.05 mol·L^－1·min^－1； 0.25 mol/L；4　
(4)A

（1）催化劑的不同會引起反應速率的不同，所以根據反應中產生氣泡的快慢來定性分析催化劑的催化效果。為了是實驗具有可比性，應該使溶液中的陰離子也相同，這樣才能排出陰離子不同可能組成的干擾。
（2）從外觀分析A是分液漏斗，收集相同的體積，因此需要測量所用時間的長短。由于裝置的右側是帶有活塞的針筒，所以檢驗其氣密性時不能利用傳統的方法檢驗，正確的方法是關閉A上的玻璃旋塞，將針筒的活塞拉出(或推進)一段后松開，活塞能回到原來的位置說明氣密性良好，否則漏氣。
（3）以Z的物質的量濃度變化表示的反應速率為0.1 mol／(L·min)，因此生成Z的物質的量是0.1 mol／(L·min)×2L×2min=0.4mol，同時生成W是0.2mol，因為物質的變化量之比是相應的化學計量數之比，所以n等于4.。因為物質的量的變化量和相應的化學計量數是成正比的，所以速率之比應該是相應的化學計量數之比，故用X的物質的量濃度變化表示的平均反應速率也是0.05 mol／(L·min)。生成0.2molW，就必然消耗0.1molY，則剩余Y是0.5mol，所以2 min末時Y的物質的量濃度為0.25mol/L。
（4）因為反應前后氣體的體積是不變的，所以在反應過程中壓強始終是不變的，A不正確。密度是混合氣的質量和容器容積的比值，容積不變，但混合氣的質量是變化的，所以當混合氣的密度不再隨時間而變化時，可以說明達到平衡狀態。A的質量不再改變，說明正逆反應速率相等，因此選項C正確。混合氣體的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的物質的量的比值，混合氣的物質的量不變，但質量是變化的，因此當平衡混合氣體的平均相對分子質量不再改變時可以說明已經達到平衡狀態。