Question

过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值．
（1）实验室利用反应2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑可制备氧气．
①取等物质的量浓度等体积H₂O₂溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，实验报告如下表所示．

序号	条件		现象	结论
	温度/℃	催化剂
1	40	溶液
2	20	溶液
3	20
4	20	无

实验1、2研究的目的是

 

对H₂O₂分解速率的影响．
实验2、3的目的是

 

对H₂O₂分解速率的影响．
实验中可以表明该反应速率差异的现象是

 

．
②实验室用MnO₂做该反应的催化剂，使用如1图所示装置的A部分制备O₂，避免反应过于剧烈的操作是

 

．
（2）Na₂O₂与水反应也可生成O₂，某同学取4gNa₂O₂样品与过量水反应，待反应完全终止时，得100mL溶液X和448mLO₂（已折算为标准状况），该同学推测样品中含有杂质或反应中生成H₂O₂，并进行实验研究．
①取少量X于试管中，滴加FeCl₂溶液，立即生成红褐色沉淀，则反应的离子方程式为

 

．
②为减小实验误差，量气时应：a：视线平视b：上下移动量气管，使两边液面平齐c：冷却至室温．正确的操作顺序是

 

③通过如图2所示整套实验装置测定Na₂O₂样品的纯度，假设所含杂质不参加反应，取25mLX，滴入烧瓶内使其与过量KMnO₄酸性溶液反应，最终生成56mLO₂（已折算为标准状况），则此样品中Na₂O₂的质量分数是

 

．

Answer 1

考点：探究温度、压强对化学反应速率的影响,性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）①通过比较表格中的数据的异同点进行解答；
②根据分液漏斗的结构与功能进行解答；
（2）根据过氧化钠与水反应的方程式以及高锰酸钾与过氧化氢反应，利用物质的量相关公式进行计算．

解答： 解：（1）①影响化学反应速率的外界因素有温度、溶液的浓度和催化剂，通过比较表格中的数据的异同点发现，实验1、2温度不同，实验1为40℃，实验2为20℃，实验2、3的不同点是使用了不同的催化剂，所以比较FeCl₃溶液和MnO₂作为催化剂对H₂O₂分解反应速率影响的差异性，H₂O₂分解生成氧气，根据氧气的气泡数可推测反应的速率，故答案为：温度；不同催化剂；产生气泡的快慢；
②过氧化氢在FeCl₃溶液催化的作用下分解，反应过于剧烈，可控制滴加的量控制反应的速率，分液漏斗带有玻璃活塞，旋转分液漏斗的活塞，控制滴加H₂O₂溶液的速率，
故答案为：旋转分液漏斗的活塞，控制滴加H₂O₂溶液的速率；
（2）①Fe²⁺能被H₂O₂氧化为Fe³⁺在碱性溶液中会生成红褐色沉淀2Fe（OH）₃所以反应离子方程式为2Fe²⁺+4OH^-+H₂O₂=2Fe（OH）₃↓；
故答案为：2Fe²⁺+4OH^-+H₂O₂=2Fe（OH）₃↓；
②因为排出的气体是需要用排出的水的体积衡量的，而反应前后的量筒温度是不同的，因此，反应终止应该先停止加热，待体系恢复到室温时，才取出导管．这一步操作跟通常的实验不同，所以停止加热时导管的出口要高于量筒内的液面，此时即使不取出导管而停止加热，也不会造成水的倒吸；停止加热、回到室温后，将量筒下移以调节量筒内的液面与水槽一致，此时量筒内气体压强也为大气压，读数才是正确的；所以正确的操作顺序为：c使气体都冷却至室温；c调整量筒内外液面高度使之相同；a读取量筒内气体的体积；
故答案为：cba；
③44.8mL O₂（已折算为标准状况），为

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，同样的计算方法得到56mL O₂（已折算为标准状况），为0.0025mol，根据2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑知与水反应生成氧气的过氧化钠，
 2Na₂O₂ +2H₂O═4NaOH+O₂↑
0.04mol             0.02mol
滴入烧瓶内再加入过量KMnO₄酸性溶液反应，过氧根被氧化成了氧气，根据
5H₂O₂+2MnO₄ ^-+6H⁺═2Mn ²⁺+5O₂↑+8H₂O知与KMnO₄酸性溶液反应生成氧气的过氧化钠，
5H₂O₂+2MnO₄ ^-+6H⁺═2Mn ²⁺+5O₂↑+8H₂O
0.0025mol              0.0025mol
某同学取4g Na₂O₂样品与过量水反应，待反应完全终止时，得100mL溶液X，取25mL X，实验，所以总的过氧化钠为：（0.04+0.0025×4）mol=0.05mol，则此样品中Na₂O₂的质量分数

0.05mol×78g/mol

4g

×100%=97.5%，
故答案为：97.5%．

点评：本题主要考查了影响化学反应的因素，解答这类题时注意影响化学反应的因素与图表中数据对比的关系，利用相关的化学反应原理进行分析解答，难度中等．