题目内容
复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2．
（1）H2O2不稳定、易分解，Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了如图1甲、乙两种实验装置．
若利用甲实验，可通过观察 现象，从而定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是 ；若利用乙实验可进行定量分析，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，实验中还需要测量的数据是 ．
（2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，过氧化氢在 （填“阴极”、“阳极”）产生．以H2O2和硼氢化合物NaBH4（B的化合价为+3价）作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源．其工作原理如图2，写出a极上的电极反应式： ，正极材料采用MnO2，MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为 ．
（3）锗（Ge）与碳是同主族元素，最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH溶液反应，但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其化学方程式为 ．
（1）H2O2不稳定、易分解，Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了如图1甲、乙两种实验装置．
若利用甲实验，可通过观察
（2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，过氧化氢在
（3）锗（Ge）与碳是同主族元素，最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH溶液反应，但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其化学方程式为
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）影响化学反应速率的因素很多，实验1、2使用相同的催化剂，就可以探究温度对H2O2分解速率的影响．如果催化剂的催化效率高，则产生气泡快．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．催化效率越高，则一定时间内产生的气体越多；
（2）根据电解酸性水溶液，水生成了过氧化氢，发生了氧化反应判断电极；a极上BH4-被氧化为BO2-，应为原电池的负极反应，结合介质的电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；电极b采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用；
（3）根据锗（Ge）与碳是同主族元素性质相似，已知反应物和生成物配平得化学方程式．
（2）根据电解酸性水溶液，水生成了过氧化氢，发生了氧化反应判断电极；a极上BH4-被氧化为BO2-，应为原电池的负极反应，结合介质的电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；电极b采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用；
（3）根据锗（Ge）与碳是同主族元素性质相似，已知反应物和生成物配平得化学方程式．
解答：
解：（1）定性比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，可以通过观察产生气泡的快慢来比较，产生气泡快的，催化效果好；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；
定量比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，由图可知，可以通过测定一定时间内产生的气体（或测定产生一定体积的气体所需的时间）来比较．一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短，则催化效果越好，即需测定一定时间内产生的气体（或测定40mL气体所需的时间），
故答案为：反应产生气泡的快慢；排除阴离子的干扰；产生40mL气体所需的时间；
（2）电解酸性水溶液，水生成了过氧化氢，发生了氧化反应，故应在阳极产生；a极上BH4-被氧化为BO2-，应为原电池的负极反应，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，电极b采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用，
故答案为：阳极；BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；MnO2对电极反应可能具有催化作用；
（3）根据锗（Ge）与碳是同主族元素，性质相似，在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，已知反应物和生成物配平得化学方程式为Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O，故答案为：Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O．
定量比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，由图可知，可以通过测定一定时间内产生的气体（或测定产生一定体积的气体所需的时间）来比较．一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短，则催化效果越好，即需测定一定时间内产生的气体（或测定40mL气体所需的时间），
故答案为：反应产生气泡的快慢；排除阴离子的干扰；产生40mL气体所需的时间；
（2）电解酸性水溶液，水生成了过氧化氢，发生了氧化反应，故应在阳极产生；a极上BH4-被氧化为BO2-，应为原电池的负极反应，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，电极b采用MnO2，为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，MnO2既作电极材料又有催化作用，
故答案为：阳极；BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；MnO2对电极反应可能具有催化作用；
（3）根据锗（Ge）与碳是同主族元素，性质相似，在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，已知反应物和生成物配平得化学方程式为Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O，故答案为：Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O．
点评：本题考查了原电池原理，根据图片确定正负极是解本题关键，探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强，难度适中．
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