Question

12．氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注．资料显示，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用．为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图1所示的实验装置进行实验．

（1）某同学通过测定O₂体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量单位时间生成O₂的体积或生成单位体积O₂所需要的时间来比较；
（2）0.1g MnO₂粉末加入50mL 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2所示．解释反应速率变化的原因随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为0.11 mol/L（保留两位有效数字，在标准状况下测定）

Answer 1

分析 （1）实验时可以通过测量单位时间生成O₂的体积或生成单位体积O₂所需要的时间来比较；
（2）随着反应的进行，溶液的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；根据图象可以看出H₂O₂完全反应放出60 mL O₂，根据2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑进行计算．

解答 解：（1）通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量单位时间生成O₂的体积或生成单位体积O₂所需要的时间来比较，
故答案为：单位时间生成O₂的体积；生成单位体积O₂所需要的时间；
（2）浓度越大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小；根据图象可以看出H₂O₂完全反应放出60 mL O₂，H₂O₂的分解反应为2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，则：n（H₂O₂）=$\frac{0.06L}{22.4L/mol}$×2≈0.00536 mol，
所以H₂O₂的初始物质的量浓度为：c（H₂O₂）=$\frac{0.00536mol}{0.05L}$≈0.11 mol/L，
故答案为：随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；0.11 mol/L．

点评 本题考查了化学反应速率的影响因素，题目难度中等，明确影响化学反应速率的因素为解答关键，注意掌握化学反应速率的概念及表达式，试题培养了学生的化学实验、化学计算能力．