题目内容
【题目】氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为“绿色氧化剂”，因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
（1）实验①和②的目的是___________。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是__________（填一种方法即可）。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。分析该图能够得出的实验结论是_______________。
Ⅱ.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图2所示的实验装置进行实验。
（1）某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量_________或________来比较。
（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL 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。请解释化学反应速率变化的原因：_______。请计算H2O2的初始物质的量浓度为__________（保留两位有效数字）。为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用，需补做下列实验（无需写出具体操作）：a._______；b._______。
【答案】探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中） 碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 单位时间生成O2的体积 生成单位体积O2所需要的时间 随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢 0.11 mol·L－1 MnO2的质量有没有改变 MnO2的化学性质有没有改变
【解析】
Ⅰ．(1)实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；
(2)由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答；
Ⅱ．(1)实验时可以通过测量单位时间生成O2的体积或生成单位体积O2所需要的时间来比较；
(2)随着反应的进行，溶液的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；根据图象可以看出H2O2完全反应放出60 mL O2，根据2H2O2 
2H2O+O2↑进行计算；根据催化剂在反应前后质量、化学性质不变解答。
Ⅰ.(1)实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中；
(2)由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率；
Ⅱ.(1)通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量单位时间生成O2的体积或生成单位体积O2所需要的时间来比较；
(2)浓度越大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小；根据图像可以看出H2O2完全反应放出60 mL O2，H2O2的分解反应为2H2O2
2H2O＋O2↑，则：n(H2O2)＝
×2≈0.005 36 mol，所以H2O2的初始物质的量浓度为c(H2O2)＝
≈0.11 mol·L－1；如果反应前后MnO2的质量没有改变，MnO2的化学性质也没有改变，则证明MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用。
