Question

【题目】 H2O2是一种绿色试剂，在化学工业中用于生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料，医药工业用作杀菌剂、消毒剂.某化学小组欲探究双氧水的性质做了如下实验：

(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：用制取所需的时间秒

浓度 时间秒 反应条件
无催化剂、不加热	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应
无催化剂、加热	360	480	540	720
催化剂、加热	10	25	60	120

①研究小组在设计方案时，考虑了浓度、 ______ 、 ______ 因素对过氧化氢分解速率的影响。(2)另一研究小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响，限选试剂与仪器、、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。设计实验装置，完成图1方框内的装置示意图要求所测得的数据能直接体现反应速率大小_________

(3)对于H2O2分解反应，也有一定的催化作用。为比较Fe3+和对H2O2分解的催化效果，研究小组的同学设计了如图2所示的实验。请回答相关问题：

①可通过观察 ____________ ，比较得出结论。

②有同学提出将的溶液改为更为合理，其理由是 _________ 。

(4)已知溶液中主要含有H2O、Fe3+和Cl-三种微粒，甲同学又做了两种猜想：

猜想1：真正催化分解H2O2的是溶液中的Fe3+

猜想2：真正催化分解H2O2的是 __________________

完成表格，验证猜想：

所需试剂	操作及现象	结论
_________	__________	Cl-对H2O2分解无催化作用

Answer 1

【答案】温度 催化剂 反应产生气泡快慢 消除阴离子不同对实验的干扰 Cl- 双氧水、盐酸 向盛有H2O2溶液的试管中加入少量的HCl，然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃

【解析】

(1)过氧化氢在常温下很难分解得到氧气，其分解速度受浓度、温度、催化剂等因素的影响设计实验方案来证明时，控制变量以确保实验结果的准确性；

(2)利用排水量气法收集一定体积的氧气，用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中，并用导管与图1连接；

(3)①根据反应生成气体的快慢分析；②根据FeCl3和中阳离子不同，阴离子也不同分析解答；

(4)由于双氧水溶液中有水，则可排除水作催化剂，根据猜想1可知猜想2应是真正催化分解H2O2的是Cl-；为验证猜想2可向盛有H2O2溶液的试管中加入少量含有氯离子但不含有双氧水溶液中含有的微粒以外的物质设计实验验证。

(1)根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液几乎都不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都分解，说明过氧化氢的分解速率与温度有关，但是得到相同气体的时间不同，浓度越大，反应的速度越快，说明过氧化氢的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时，在无催化剂加热的时候，需要时间是360s，有催化剂加热的条件下，需要时间是10s，说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关，因此该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、温度和催化剂因素对过氧化氢分解速率的影响，故答案为：温度、催化剂；

(2)利用排水量气法收集一定体积的氧气，可以用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中，并用导管与图1连接，装置图为：，故答案为：；

(3)①由于过氧化氢分解产生气体，而且反应放热，因此可以根据反应中产生气泡的快慢来判断Fe3+和对H2O2分解的催化效果，故答案为：反应产生气泡快慢；

②H2O2催化作用有可能是氯离子起的作用，改为Fe2(SO4)3使阴离子相同，这样可以消除阴离子不同对实验的干扰，更为合理，故答案为：消除阴离子不同对实验的干扰；

(4)FeCl3溶液中主要含有H2O、Fe3+和Cl-三种微粒，由于双氧水溶液中有水，则可排除水作催化剂，根据猜想1可知猜想2为：真正催化分解H2O2的是Cl-；为验证猜想2可向盛有H2O2溶液的试管中加入少量的HCl，然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃，得出结论：Cl-对H2O2分解无催化作用，故答案为：Cl-；双氧水，盐酸；向盛有H2O2溶液的试管中加入少量的HCl，然后把带火星的木条伸入试管中，木条不复燃。