Question

【题目】研究发现某些金属离子如 Fe3+、Cu2+等对H2O2的分解也具有催化作用，为了比较 MnO2与 Fe3+和Cu2+的催化效果，某同学设计了如图甲、乙所示的实验。

请回答相关问题：

（1）定性分析：图甲可通过观察__________（填写相关实验现象）， 定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3 改为 Fe2(SO4)3 或者将 CuSO4 改为 CuCl2 更为合理，其理由是______________。

（2）定量分析：如图乙所示，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。检查乙装置气密性的方法是_____________，实验中需要测量的数据是___________。

（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所示．

①实验时放出气体的总体积是_______mL， 反应放出气体所需时间约为_________min。

②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 D＞C＞B＞A．解释反应速率变化的原因：______________。

③计算 H2O2 的初始物质的量浓度为__________mol/L。（保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）产生气泡的快慢（2分）消除阴离子不同对实验的干扰（2分）

（2）关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位（2分）产生40mL气体所需的时间（2分）

（3）①60（1分）4（1分）②随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢（2分）③0.11（2分）

【解析】

试题分析：（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）检验气密性可通过关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉出一段，如活塞回到原位说明气密性良好；比较化学反应速率大小，可用生成相同体积气体所需时间，或相同时间内生成气体的体积进行判断；

（3）①当反应进行到4min时，反应结束，生成气体的体积最大为60mL；

②由于随着反应的进行，浓度减小，因此导致反应速率减慢；

③根据方程式计算

2H2O＝2H2O+O2↑

2mol 22.4L

n（H2O2） 0.06L

n（H2O2）=2mol×0.06L/22.4L=0.00536mol，

所以c（H2O2）=0，00536mol/0.05L=0.11 molL-1。