Question

（14分）为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。	试管A中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大。
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液	试管A、B中均未明显见到有 气泡产生。

（1）过氧化氢分解的化学方程式为__________________________________________。
（2）实验①的目的是______________________________________________________。实验中滴加FeCl₃溶液的目的是_________________________________________。
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_________________________________（用实验中所提供的几种试剂）。
（4）对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用。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甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

①定性分析：如图甲可通过观察_________________________，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：用图乙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_________________________。

Answer 1

（1）2H₂O₂2H₂O+O₂↑（2分）
（2）研究温度对H₂O₂分解速率的影响（2分） 加快H₂O₂分解速率，使实验现象易于观察（2分）
（3）将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，观察产生气泡的速率
（4）①溶液中气泡产生的速率   排除氯离子的干扰（其他合理答案也给分）②收集40mL气体所需的时间（2分）

解析试题分析：（1）过氧化氢分解产生了水和氧气，该反应的化学方程式为2H₂O₂2H₂O+O₂↑。
（2）分析实验①的过程可以知道，该实验是在不同的温度下进行实验，所以可以判断该实验是验证温度对过氧化氢分解速率的影响的；而实验中加入硫酸铜溶液的目的是加快过氧化氢溶液的分解速率的，使实验现象易于观察。
（3）过氧化氢溶液的分解速率较慢，所以可以借助于硫酸铜溶液来进行判断，故可以设计实验如下：将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入相同滴数、浓度一样的硫酸铜溶液，产生气泡的速率快的是10%的H₂O₂溶液，反之是5%的H₂O₂溶液。
（4）①如果定性分析，则可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢。应用加入的氯化铁和硫酸铜中阴离子不同，所以为排除氯离子的干扰，可以将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃。
②如果定量分析反应的快慢，则可以通过测定收集40mL的气体所需的时间进行判断，时间短则反应快。
考点：考查外界条件对反应速率的影响、实验方案的设计、评价等
点评：该题是高考中的常见题型，属于难度较大的试题，学生不易得分。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。