题目内容
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
（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
（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
③放出
气体所需时间为
④反应放出
气体所需时间约为
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
（1）定性分析：如图1可通过观察
产生气泡的快慢
产生气泡的快慢
，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3 更为合理，其理由是消除阴离子不同对实验的干扰
消除阴离子不同对实验的干扰
．（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
分液漏斗
分液漏斗
，检查该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
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
，实验中需要测量的数据是40mL气体所需的时间
40mL气体所需的时间
．（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
2H2O2
2H2O+O2↑
| ||
2H2O2
2H2O+O2↑
．
| ||
②实验时放出气体的总体积是
60mL
60mL
mL．③放出
| 1 |
| 3 |
1
1
min．④反应放出
| 3 |
| 4 |
2.5～2.6
2.5～2.6
min．⑤A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为
D
D
＞C
C
＞B
B
＞A
A
．⑥解释反应速率变化的原因
随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
．⑦计算H2O2的初始物质的量浓度
0.11mol?L-1
0.11mol?L-1
．（请保留两位有效数字）分析：（1）比较反应速率的大小可通过生成气泡的快慢来判断，比较金属阳离子的催化效果要排斥阴离子的干扰；
（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；该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=
分析；
（3）①在二氧化锰催化作用下，双氧水分解生成氧气和水；
②根据图象确定生成氧气的体积；
③根据图象确定反应需要的时间；
④利用平均速率结合图象确定需要的时间，注意随着反应的进行，反应速率逐渐降低；
⑤根据v=
比较反应速率快慢；
⑥物质的浓度与反应速率成正比；
⑦根据氧气的量计算双氧水的物质的量，再根据C=
计算物质的量浓度．
（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；该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=
| △V |
| △t |
（3）①在二氧化锰催化作用下，双氧水分解生成氧气和水；
②根据图象确定生成氧气的体积；
③根据图象确定反应需要的时间；
④利用平均速率结合图象确定需要的时间，注意随着反应的进行，反应速率逐渐降低；
⑤根据v=
| △V |
| △t |
⑥物质的浓度与反应速率成正比；
⑦根据氧气的量计算双氧水的物质的量，再根据C=
| n |
| V |
解答：解：（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=
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
2H2O+O2↑，
故答案为：2H2O2
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
气体体积是60 mL×
=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
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=
=13mL/min，产生8mL氧气需要的时间=
=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=
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
2H2O+O2↑
2mol 22.4L
x 0.06L
x=
=0.0054mol，
所以其物质的量浓度=
=0.11 mol?L-1，故答案为：0.11 mol?L-1．
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 |
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
| ||
故答案为：2H2O2
| ||
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 |
| 1 |
| 3 |
④反应放出
| 3 |
| 4 |
| (50-37)mL |
| 1min |
| 8mL |
| 13mL/mol |
⑤根据图象结合v=
| △V |
| △t |
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
| ||
2mol 22.4L
x 0.06L
x=
| 2mol×0.06L |
| 22.4L |
所以其物质的量浓度=
| 0.0054mol |
| 0.05L |
点评：本题考查实验方案设计，根据v=
来设计实验，通过得到气体的体积和时间的关系确定影响反应速率的因素，难度中等．
| △V |
| △t |
练习册系列答案
相关题目
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，甲、乙同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1) H2O2分解的化学方程式为 。
 |
图一 图二
（2）图一所示实验能定性说明反应快慢的依据是 _______________________________;
图二所示实验能说明反应快慢的数据是____________________________________。
（3）① 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H= ＋ 64.39 kJ/mol
2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g) △H= ﹣196. 46 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H= ﹣285. 84 kJ/mol
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+ 和H2O的热化学方程式为：
。
② 控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3 .0 mol/L H2SO4的混
合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。
温度（℃） | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜平均溶解速率 （×10—3 mol·L－1·min－1） | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因
是 。