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 ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为0.05 mol/L Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 。
（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。
（3）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL 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 mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为： ＞ ＞ ＞ 。
解释反应速率变化的原因 。
④H2O2的初始物质的量浓度是 （请保留两位有效数字）。
（1）产生气泡的快慢（1分）；消除阴离子不同对实验的干扰（1分）
（2）产生40 mL气体所需的时间（1分）
（3）①2H2O2
2H2O+O2↑（1分） ②60（1分）
③D C B A（1分）；随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢（1分）
④0.11 mol/L（1分）
【解析】
试题分析：⑴该反应中产生气体，所以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，答案为：两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：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；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=
知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，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气体所需要的时间。
⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为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；
）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↑；
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；
③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；
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，
④设双氧水的物质的量为x，
2H2O22H2O+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．
考点：考查探究化学规律；性质实验方案的设计。
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 。