Question

为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验．请回答相关

为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验．请回答相关问题：（1）定性分析：如图1可通过观察______，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3 更为合理，其理由是______．（2）定量分析：如图2所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为______，检查该装置气密性的方法是______，实验中需要测量的数据是______．（3）加入0.10mol MnO2粉末于50mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示．①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式______．②实验时放出气体的总体积是______mL．③放出13气体所需时间为______ min．④反应放出34气体所需时间约为______ min．⑤A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为______＞______＞______＞______．⑥解释反应速率变化的原因______．⑦计算H2O2的初始物质的量浓度______．（请保留两位有效数字）

Answer 1

（1）该反应中产生气体，可根据生成气泡的快慢判断，氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，
故答案为：产生气泡的快慢，消除阴离子不同对实验的干扰；
（2）A仪器名称是分液漏斗，检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位，如果不恢复原位，则证明气密性良好，否则不好；根据v=

△V

△t

知，还需要测定产生40mL气体所需的时间，
故答案为：分液漏斗；关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位，产生40mL气体所需的时间；
（3）①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑；
②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60 mL，故答案为：60 mL；   
③放出

1

3

气体体积是60 mL×

1

3

＝20 mL，根据图象知，需要的时间是1 min，故答案为：1 min；     
④反应放出

3

4

气体体积为45mL，根据图象知，所需时间在2-3分钟之间，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，2-3分钟之间，平均反应速率=

(50?37)mL

1min

＝13mL/min，产生8mL氧气需要的时间=

8mL

13mL/mol

=0.6min，所以需要的时间为2.5～2.6min，故答案为：2.5～2.6min；
⑤根据图象结合v=

△V

△t

知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A，故答案为：
D＞C＞B＞A；
⑥反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，
故答案为：随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；
⑦设双氧水的物质的量为x，
2H₂O₂ 

MnO2  .

 2H₂O+O₂↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x=

2mol×0.06L

22.4L

=0.0054mol，
所以其物质的量浓度=

0.0054mol

0.05L

=0.11 mol?L^-1，故答案为：0.11 mol?L^-1．