Question

【题目】双氧水（H2O2）和水都是极弱电解质，但H2O2溶液显酸性

（1）若把H2O2看成二元弱酸。请写出其在水中的电离方程式：_________。

（2）二氧化锰是实验室制取氧气的催化剂。下列是某同学设计实验探究双氧水分解实验方案：

实验	20.0mL双氧水溶液浓度	粉状MnO2	温度	待测数据
Ⅰ	5%	0.2g	20°C
Ⅱ	5%	0.5g	20°C
Ⅲ	10%	0.2g	20°C

①利用实验Ⅰ和Ⅲ，探究________对化学反应速率的影响，实验待测数据是_________：若在本组实验中现象不明显，可采取的措施是_________________。

（3）加0.1 mol MnO2，粉末于50mL过氧化氢溶液（H2O2，ρ=1.1 gmL-1）中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。

①前4min内氧气的产生速率为________mLmin-1

②A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为_____________。

③解释反应速率变化的原因_________________。

④计算H2O2初始状态的浓度______________。

Answer 1

【答案】H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22- 浓度 收集等体积氧气所需要的时间（或者相同时间内收集氧气的体积）；升高到相同的温度 将三个实验升高到相同的温度； 15mL/min D＞C＞B＞A 刚开始时受温度和浓度两方面的影响，速率较快，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小 0.107 molL1

【解析】

（1）过氧化氢是弱电解质，属于二元弱酸分步电离；

（2）①根据控制单一变量法，比较实验Ⅰ和Ⅲ的数据可知，两个实验中二氧化锰的质量和实验温度都是相同的，只有双氧水溶液的浓度不同，则探究的是浓度对化学反应速率的影响；可以通过测定收集等体积氧气所需要的时间（或者相同时间内收集氧气的体积）来比较反应速率的快慢；若在本组实验中现象不明显，可采取的措施是升高到相同的温度；

（3）①前4min内生成60mL氧气，根据速率单位可知，该速率用单位时间内的体积变化来表示；

②反应物浓度大小决定反应速率大小，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小；

③2H2O2 2H2O＋O2↑反应为放热反应，刚开始时受温度和浓度两方面的影响，速率较快，但由于随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，速率逐渐减小，综合温度和浓度两方面的影响，浓度变化更大，所以速率逐渐减小；

④2H2O2 2H2O＋O2↑，该反应为不可逆反应，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由图象可知，生成氧气的体积为60mL，则可列比例式计算n(H2O2)，进而计算其浓度。

（1）过氧化氢是弱电解质，H2O2溶液显酸性，属于二元弱酸，分步电离，电离的方程式为：H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-；
故答案为：H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-；

（2）①比较实验Ⅰ和Ⅲ的数据可知，两个实验中二氧化锰的质量和实验温度都是相同的，只有双氧水溶液的浓度不同，则探究的是浓度对化学反应速率的影响，可以通过测定收集等体积氧气所需要的时间（或者相同时间内收集氧气的体积）来比较反应速率的快慢；若在本组实验中现象不明显，可采取的措施是将三个实验升高到相同的温度；

故答案为：浓度；收集等体积氧气所需要的时间（或者相同时间内收集氧气的体积）；将三个实验升高到相同的温度；

（3）①前4min内生成60mL氧气，则氧气的产生速率为；

故答案为：15mL/min；

②反应物浓度大小决定反应速率大小，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小；

故答案为：D＞C＞B＞A；

③2H2O2 2H2O＋O2↑反应为放热反应，刚开始时受温度和浓度两方面的影响，速率较快，但由于随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，速率逐渐减小，综合温度和浓度两方面的影响，浓度变化更大（减小的较多），所以速率逐渐减小；，
故答案为：刚开始时受温度和浓度两方面的影响，速率较快，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也逐渐减小；

④2H2O2 2H2O＋O2↑，该反应为不可逆反应，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由图象可知，生成氧气的体积为60mL，则可列比例式：
2H2O2 2H2O＋O2↑

2mol 22.4L
n(H2O2) 0.06L
，解得：n(H2O2)＝0.00536mol，所以；

故答案为：0.107 molL1。