题目内容
【题目】H2O2是常用的漂白剂和氧化剂，在环境保护、医药、化学合成等方面有重要的作用．
Ⅰ. 为探究影响H2O2分解速率的因素，某实验小组进行了如下实验：
实验1：在相同的条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和amLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象。
实验2：将质量相同但状态不同的MnO2分别加入盛有15mL5%的H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试，实验结果如下：
MnO2 | 触摸试管情况 | 观察结果 | 反应完成所需的时间 |
粉末状 | 很烫 | 剧烈反应，带火星的木条复燃 | 3.5min |
块状 | 微热 | 反应较慢，火星红亮但木条未复燃 | 30min |
回答下列问题：
（1）H2O2的分解反应是____反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）实验2的实验结果表明，催化剂的催化效果与____有关。
（3）实验1的目的是____，a=____。Fe3＋ 可以作为H2O2分解化的催化剂，可能的催化过程如下。请写出ii。i．2Fe3＋ +H2O2=2Fe2＋ +O2+ 2H＋ii．____。
Ⅱ. 在一定温度下，10 mL 0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。某实验小组在不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表（溶液体积变化忽略不计）。
t /min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
V（O2）/mL | 0.0 | 9.9 | 17.2 | 22.4 | 26.5 | 29.9 |
（1）0~6 min中该反应的平均反应速率v(H2O2)约为____。（保留两位有效数字）
（2）反应到6 min时，H2O2分解率为____。
【答案】放热 催化剂接触面积 研究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响 a=1 H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 3.3×10－2 molL－1min－1或0.033 molL－1min－1 50%
【解析】
Ⅰ（1）由实验现象分析反应放热还是吸热；
（2）根据实验现象分析催化剂的表面积对反应速率的影响；
（3）对比实验中所用到的试剂判断实验目的；依据催化剂的特点分析解答；
Ⅱ（1）根据反应速率V=△c÷△t计算；
（2）依据转化率的含义计算。
Ⅰ（1）根据触摸试管的感觉可知，该反应为放热反应；
（2）实验2的实验结果表明二氧化锰为粉末状时反应快，则这说明催化剂的催化效果与催化剂接触面积有关。
（3）一支试管中加入2mL5%H2O2和amLH2O，另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，可以得出反应物双氧水的浓度一致，唯一的变量是另一支试管中加了1mLFeCl3溶液，判断出加FeCl3溶液的目的是研究FeCl3对H2O2分解反应速率的影响，为了让两支试管中H2O2的浓度相等，水的体积应该是1mL，即a＝1；由于催化剂在反应前后质量和性质是不变的，则根据2Fe3＋+H2O2＝2Fe2＋+O2+2H＋可知第二步反应是H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O；
Ⅱ（1）0～6 min中生成氧气是22.4mL，物质的量是0.001mol，则消耗双氧水是0.002mol，浓度是0.2mol/L，所以该反应的平均反应速率v(H2O2)＝0.2mol/L÷6min＝0.033 molL－1min－1。
（2）反应到6 min时消耗双氧水的浓度是0.2mol/L，则H2O2分解率为0.2/0.4×100%＝50%。
