Question

3．H₂O₂是实验室常用的一种化学试剂．某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．

实验编号	反应物	催化剂
①	10mL2% H2O2溶液	无
②	10mL5% H2O2溶液	无
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液

（1）实验①和②的目的是_探究H₂O₂溶液的浓度的变化对分解速率的影响，
（2）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图甲．分析图甲能够得出的结论是图象显示FeCl₃溶液的催化作用，碱性条件下效果较好，酸性条件下效果较弱

（3）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设计了如图乙所示的实验装置进行实验．
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，则实验中需要测量的数是测量出分别在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL气体的始、终时间，就能计算出反应速率．
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄  酸化的FeSO₄，离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）某同学在50mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图丙所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是C点的瞬时速率．

Answer 1

分析 （1）根据实验①和②的浓度不同进行判断；
（2）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答；
（3）该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=$\frac{△v}{△t}$分析；
（4）根据双氧水在酸性条件下将亚铁离子氧化成铁离子写出反应的离子方程式；
（5）根据浓度对反应速率的影响分析．

解答 解：（1）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响，
故答案为：探究H₂O₂溶液的浓度的变化对分解速率的影响；
（2）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率，
故答案为：图象显示FeCl₃溶液的催化作用，碱性条件下效果较好，酸性条件下效果较弱；
（3）根据v=$\frac{△v}{△t}$知，还需要测定产生40mL气体所需的时间，
故答案为：测量出分别在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL气体的始、终时间，就能计算出反应速率；
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄ 酸化的FeSO₄，反应生成了硫酸铁和水，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）随着反应的进行，双氧水的浓度越来越小，t₃对应的C点气体体积达到最大量，基本反应完全，双氧水浓度最小，趋近于0，所以C点的瞬时反应速率最慢，
故答案为：C点的瞬时速率．

点评 本题考查影响化学反应速率的因素，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，难度中等，注意信息的利用即可解答．