Question

5．为探究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甲、乙所示的实验．请回答相关问题：

定性分析：（1）如图甲所示可通过观察两支试管中产生气泡的快慢，定性比较得出结论．
（2）有同学提出试剂的选择不妥，应将FeCl₃改为更为Fe₂（SO₄）₃合理．
（3）H₂O₂在二氧化锰作用下发生的反应可分为两步，第一步的方程式为：2MnO₂+H₂O₂=2HMnO₃，第二步的化学方程式为：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑，若第一步反应慢第二步反应快，则总反应速率由第一步（填“第一步”或“第二步”）决定．
定量分析：（4）如图乙所示，以实验时均生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．实验中需要测量的数据是：产生40ml气体所需要的时间．

Answer 1

分析 定性分析：
（1）探究Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，根据反应生成气体的快慢分析；
（2）氯化铁和硫酸铜溶液中阴离子不同，催化作用不能确定；
（3）二氧化锰是催化剂参与反应过程，最后又生成，根据反应物、生成物、反应条件写出反应方程式．
定量分析：
（4）该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=$\frac{△V}{△t}$判断．

解答 解：定性分析：
（1）该反应中过氧化氢分解产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断，通过观察两支试管中产生气泡的快慢，定性比较得出结论，
故答案为：两支试管中产生气泡的快慢；
（2）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，应将FeCl₃改为更为Fe₂（SO₄）₃ 合理，
故答案为：Fe₂（SO₄）₃；
（3）双氧水在二氧化锰作用下生成水和氧气，所以反应方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，H₂O₂在二氧化锰作用下发生的反应可分为两步，第一步的方程式为：2MnO₂+H₂O₂=2HMnO₃，第二步的化学方程式为：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑，若第一步反应慢第二步反应快，则总反应速率由慢的一步决定，总反应速率由第一步决定，
故答案为：2HMnO₃+H₂O₂=2MnO₂+2H₂O+O₂↑；第一步；
定量分析：
（4）该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=$\frac{△V}{△t}$知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，
故答案为：产生40ml气体所需要的时间．

点评 本题考查了催化剂的作用及化学反应速率的影响因素等知识点，题目难度中等，要会分析将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理的理由．