Question

【題目】某同學學習了化學反應速率后，聯想到曾用H2O2制備氧氣，于是設計了下面的實驗方案并進行實驗探究。

實驗編號	反 應 物	催 化 劑
甲	試管中加入3 mL 2﹪ H2O2溶液和3滴蒸餾水	無
乙	試管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸餾水	無
丙	試管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸餾水	1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
丁	試管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴稀鹽酸溶液	1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
戊	試管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴NaOH溶液	1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液

【查閱資料】過氧化氫(H2O2)，其水溶液俗稱雙氧水，常溫下是一種無色液體，性質比較穩定。在加熱的條件下，它能分解生成氧氣。研究表明，將新制的5﹪的H2O2溶液加熱到65℃時就有氧氣放出，加熱到80℃時就有較多氧氣產生。

（1）上述實驗發生反應的化學方程式為 。

（2）實驗甲和實驗乙的實驗目的是 ；

實驗丙、實驗丁和實驗戊的實驗目的是 。

（3）請根據該同學查閱的資料分析H2O2的性質，解釋實驗甲和實驗乙能否達到實驗目的？ 。

（4）實驗過程中該同學對實驗丙、丁、戊中產生的氣體進行收集，并在2分鐘內6個時間點對注射器內氣體進行讀數，記錄數據如下表。

時間／s		20	40	60	80	100	120
氣體體積／mL	實驗丙	9.5	19.5	29.0	36.5	46.0	54.5
	實驗丁	8.0	16.0	23.5	31.5	39.0	46.5
	實驗戊	15.5	30.0	44.5	58.5	71.5	83.0

①對實驗戊，0～20 s的反應速率v1＝ mL/s，100～120 s的反應速率v2＝ mL/s。

不考慮實驗測量誤差，二者速率存在差異的主要原因是 。

②如右圖是根據實驗收集到最大體積的氣體時所用時間繪制的圖像。曲線c表示的是實驗 (填“丙”、“丁”或“戊”)。

Answer 1

【答案】（1）2H2O2 2H2O ＋ O2↑

（2）探究反應物的不同濃度對反應速率的影響

探究在不同酸堿性條件下，催化劑對反應速率的影響

（3）實驗甲和實驗乙不能達到實驗目的，因為H2O2在常溫且無催化劑作用的條件下比較穩定

（4）① 0.775 0.575

隨反應的不斷進行，H2O2溶液的濃度逐漸降低，反應速率減小 ② 丁

【解析】

試題分析：（1）雙氧水分解生成氧氣和水，則實驗中發生反應的化學方程式為2H2O2 2H2O ＋ O2↑；（2）根據表中數據可知實驗甲和實驗乙中不同點再與雙氧水的濃度，則其實驗目的是探究反應物的不同濃度對反應速率的影響；實驗丙、實驗丁和實驗戊中不同點再與溶液的酸堿性，則其實驗目的是探究在不同酸堿性條件下，催化劑對反應速率的影響。

（3）由于H2O2在常溫且無催化劑作用的條件下比較穩定，不能分解，因此實驗甲和實驗乙不能達到實驗目的；

（4）①根據表中數據實驗戊0～20s的反應速率v1＝15.5mL÷20s＝0.775mL/s，100～120s的反應速率v2＝（83.0－71.5）mL÷20s＝0.575mL/s。由于隨反應的不斷進行，H2O2溶液的濃度逐漸降低，反應速率減小，因此反應速率相差較大。

②根據圖像可知c曲線的斜率最小，反應速率最慢，則根據表中數據可知c曲線對應的是實驗丁。