Question

19．探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果
实验小组用如图所示装置，选取相关试剂，设计并进行以下实验．忽略其他因素的影响，实验中相关数据记录如下表：

实验序号	5% H2O2溶液的体积（mL）	选用试剂	选用试剂体积（mL）	收集V mL O2所需时间（min）
①	10	蒸馏水	5	m
②	10	0.1mol/L CuSO4	v1	n
③	10	试剂M	5	p
④	10	0.1mol/L Na2SO4	5	m

（1）除上述装置中的仪器及量筒外，还要用到的计量工具是秒表．为确保实验的准确性，实验前需检查该装置的气密性，操作是关闭分液漏斗，打开止水夹，上下移动有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度变化，若干燥管中的液面与玻璃管中液面高度不一致，并保持一定的高度差，则气密性良好．
（2）实验①④的主要目的是证明硫酸根离子对H₂O₂分解无催化效果．
（3）实验②中选用试剂的体积v₁=5mL．
（4）实验③中选用的试剂M是Fe₂（SO₄）₃；若正确选用试剂进行实验，测得收集V mL O₂所需时间m＞n＞p，由此得出的实验结论是Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果更好．

Answer 1

分析 （1）本实验是探究不同试剂对双氧水分解反应的催化效果，是一组对比实验，根据不同试剂产生相同体积的氧气所需要的时间判断的，根据压强差产生的现象判断装置的气密性；
（2）对比①④中的数据可知，两个实验分别用硫酸钠和蒸馏水做对比实验，以证明硫酸根对实验的影响，因为在实验②③中都会用到硫酸盐；
（3）为做准确对比，实验②所取的液体的体积与①③④中要一致；
（4）本实验的目的是探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，所以要用含Fe³⁺的盐溶液做实验，结合实验④中的对比试剂可知M试剂应选用Fe₂（SO₄）₃，根据产生V mL O₂所需时间判断反应的快慢，时间越短，则催化效果越好．

解答 解：（1）本实验是探究不同试剂对双氧水分解反应的催化效果，根据不同试剂产生相同体积的氧气所需要的时间判断的，在实验过程中要测时间，所以还要用到的计量工具是秒表，检查装置气密性的方法是关闭分液漏斗，打开止水夹，上下移动有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度变化，
故答案为：秒表；关闭分液漏斗，打开止水夹，上下移动有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度变化，若干燥管中的液面与玻璃管中液面高度不一致，并保持一定的高度差，则气密性良好；
（2）对比①④中的数据可知，两个实验分别用硫酸钠和蒸馏水做对比实验，根据收集相同体积的氧气所用的时间可以证明硫酸根对实验无影响，因为在实验②③中都会用到硫酸盐，
故答案为：证明硫酸根离子对H₂O₂分解无催化效果；
（3）为做准确对比，实验②所取的液体的体积与①③④中要一致，根据表中数据可知，选用试剂体积均为5mL，
故答案为：5；
（4）本实验的目的是探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，所以要用含Fe³⁺的盐溶液做实验，结合实验④中的对比试剂可知M试剂应选用Fe₂（SO₄）₃，根据产生V mL O₂所需时间判断反应的快慢，时间越短，则催化效果越好，由于测得收集V mL O₂所需时间m＞n＞p，则Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果更好，
故答案为：Fe₂（SO₄）₃；Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果比Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果更好．

点评 本题主要考查不同试剂对双氧水的催化效果，题目难度中等，明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．