Question

【題目】氧化劑H2O2在反應時不產生污染物被稱為“綠色氧化劑”，因而受到人們越來越多的關注。

Ⅰ.某實驗小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下表所示的方案完成實驗。

（1）實驗①和②的目的是___________。同學們進行實驗時沒有觀察到明顯現象而無法得出結論。資料顯示，通常條件下H2O2穩定，不易分解。為了達到實驗目的，你對原實驗方案的改進方法是__________（填一種方法即可）。

（2）實驗③④⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖1所示。分析該圖能夠得出的實驗結論是_______________。

Ⅱ.資料顯示，某些金屬離子或金屬氧化物對H2O2的分解起催化作用。為比較Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果，該實驗小組的同學設計了如圖2所示的實驗裝置進行實驗。

（1）某同學通過測定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢，實驗時可以通過測量_________或________來比較。

（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖3所示。請解釋化學反應速率變化的原因：_______。請計算H2O2的初始物質的量濃度為__________（保留兩位有效數字）。為探究MnO2在此實驗中對H2O2的分解起催化作用，需補做下列實驗（無需寫出具體操作）：a._______；b._______。

Answer 1

【答案】探究濃度對反應速率的影響 向反應物中加入等量同種催化劑（或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中） 堿性環境能增大H2O2分解的速率，酸性環境能減小H2O2分解的速率 單位時間生成O2的體積 生成單位體積O2所需要的時間 隨著反應的進行，反應物濃度減小，反應速率減慢 0.11 mol·L－1 MnO2的質量有沒有改變 MnO2的化學性質有沒有改變

【解析】

Ⅰ．(1)實驗①和②的濃度不同；為了便于比較，應在相同的條件下利用一個變量來比較；

(2)由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，以此來解答；

Ⅱ．(1)實驗時可以通過測量單位時間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時間來比較；

(2)隨著反應的進行，溶液的濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小；根據圖象可以看出H2O2完全反應放出60 mL O2，根據2H2O2 2H2O+O2↑進行計算；根據催化劑在反應前后質量、化學性質不變解答。

Ⅰ.(1)實驗①和②的濃度不同，則該實驗的目的為探究濃度對化學反應速率的影響；為了便于比較，應在相同的條件下利用一個變量來比較，則向反應物中加入等量同種催化劑或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中；

(2)由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，結合實驗方案可知，堿性環境能增大H2O2分解的速率，酸性環境能減小H2O2分解的速率；

Ⅱ.(1)通過測定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢，實驗時可以通過測量單位時間生成O2的體積或生成單位體積O2所需要的時間來比較；

(2)濃度越大，反應速率越大，反之越小，隨著反應進行，反應物的濃度逐漸減小，則速率逐漸減小；根據圖像可以看出H2O2完全反應放出60 mL O2，H2O2的分解反應為2H2O22H2O＋O2↑，則：n(H2O2)＝×2≈0.005 36 mol，所以H2O2的初始物質的量濃度為c(H2O2)＝≈0.11 mol·L－1；如果反應前后MnO2的質量沒有改變，MnO2的化學性質也沒有改變，則證明MnO2在此實驗中對H2O2的分解起催化作用。