Question

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题．

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液．待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡．	试管A中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大．
②	另取两支试管分别加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液	试管A、B中均未明显见到有 气泡产生．

（1）过氧化氢分解的化学方程式为

 

．
（2）实验①的目的是

 

．实验中滴加FeCl₃溶液的目的是

 

．
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是

 

（用实验中所提供的几种试剂）．
（4）对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用．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甲、乙所示的实验．请回答相关问题：
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

 

．
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，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．实验中需要测量的数据是

 

．

Answer 1

考点：探究温度、压强对化学反应速率的影响

专题：

分析：（1）氯化铁作催化剂条件下，双氧水分解生成氧气和水；
（2）根据试管A、B实验操作的异同点解答；
（3）根据影响化学反应速率的外界因素解答；
（4）①定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢，在探究影响反应速率的快慢的因素时通常采取控制变量法来进行实验，选择合适的物质；
②若定量分析反应的快慢可以收集一定体积的气体，时间短则反应快．

解答： 解：（1）氯化铁作催化剂条件下，双氧水迅速分解生成氧气和水，反应方程式为：2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑；
（2）分别在试管A、B中加入 5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl₃溶液．待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A、B中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A的温度比试管B的温度低，说明研究的是温度对反应速率的影响，而开始加滴加FeCl₃溶液，目的加快H₂O₂分解，
故答案为：研究温度对H₂O₂分解速率的影响；加快H₂O₂分解速率，使实验现象易于观察；
（3）影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积，另取两支试管分别加入 5mL 5%H₂O₂溶液和 5mL10%H₂O₂溶液，试管A、B中均未见气泡产生，为加快反应速率，可从温度、催化剂的影响角度考虑，
故答案为：将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，观察产生气泡的速率；
（4）①至于定性分析可以根据产生气泡的速率来进行判断反应的快慢；为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，要保持其它条件相同，而FeCl₃溶液中还有氯离子，CuSO₄中含有铜离子，因此氯离子可能也会影响反应速率，产生干扰，所以可将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃，
故答案为：溶液中气泡产生的速率，排除氯离子的干扰（合理即可）；
②若定量分析反应的快慢可以测定收集40mL的气体所需的时间，时间短则反应快，
故答案为：收集40mL气体所需的时间．

点评：本题主要考查学生的实验探究能力，可依据催化剂的特点和控制变量法的思想分析问题及设计方案，综合性比较强，难度较大．