Question

过氧化氢又名双氧水，具有较强的氧化性和还原性，在日常生活和生产中有重要用途．其电子式为

 

．
经研究知Cu²⁺对H₂O₂分解也具有催化作用，为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．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

 

，写出H₂O₂在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式

 

．
（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为

 

，实验中需要测量的数据是

 

．

Answer 1

考点：过氧化氢,实验装置综合

专题：元素及其化合物

分析：根据在过氧化氢分子中，一个过氧键：-O-O-（短线表示一对共用电子对），每个氧原子各连着1个氢原子，根据电子式的书写方法写出过氧化氢的电子式；
（1）探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；
（2）催化效率越高，则一定时间内产生的气体越多．

解答：解：根据在过氧化氢分子中，一个过氧键：-O-O-（短线表示一对共用电子对），每个氧原子各连着1个氢原子，过氧化氢的电子式为：，故答案为：；
（1）在探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果是，必须保持其他的条件相同，所以将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰，过氧化氢分解生成水和氧气，反应方程式为：2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑；
故答案为：反应产生气泡的快慢；控制阴离子相同，排除阴离子的干扰；2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑；
（2）由图可知，A为分液漏斗．定量比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，可以通过测定产生40mL的气体所需的时间来比较．产生40mL的气体所需的时间越短，则催化效果越好，
故答案为：分液漏斗；收集40 mL气体所需要的时间．

点评：本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究催化剂对反应速率的影响，综合性较强，难度适中．