Question

13．某研究小组设计了如下实验，探究常温下催化剂对过氧化氢分解反应的影响．

序号	实验操作示意图	实验现象
Ⅰ		有极少量气泡产生
Ⅱ		产生气泡速率略有加快
Ⅲ		产生气泡速率明显加快

（1）实验Ⅰ的作用是对照实验，证明实验Ⅱ和Ⅲ中的速率加快与溶液浓度无关．
（2）实验Ⅲ反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）根据实验Ⅰ～Ⅲ中现象的不同，可以得出的结论是：
①使用合适的催化剂，可提高双氧水分解的反应速率：
②不同催化剂的催化效率不同．
（4）在一定温度下，10mL0.40mol/LH₂O₂溶液发生催化分解．不同时刻测得生成O₂的体积（已折算为标准差状况）如下表所示：

t/min	0	2	3	6	8	10
v（O2）mL	0	9.9	17.2	22.4	26.5	29.9

0～6min，以H₂O₂的浓度变化表示的反应速率为v（H₂O₂）=0.033mol/（L•min）．（计算结果精确到0.001）

Answer 1

分析 （1）实验Ⅰ中加入1mL水是让溶液总体积相同，确保双氧水的浓度相同，但没加催化剂，作对照实验；
（2）双氧水分解产生水和氧气，三氯化铁作催化剂；
（3）催化剂具有选择性；
（4）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算得出．

解答 解：（1）实验Ⅰ中加入1mL水是让溶液总体积相同，确保双氧水的浓度相同，但没加催化剂，与Ⅱ、Ⅲ相同，作对照实验，证明实验Ⅱ和Ⅲ中的速率加快与溶液浓度无关，
故答案为：对照实验，证明实验Ⅱ和Ⅲ中的速率加快与溶液浓度无关；
（2）双氧水分解产生水和氧气，三氯化铁作催化剂，反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;三氯化铁\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）根据实验现象可知Ⅱ和Ⅲ在使用不同催化剂时化学反应速率不同，说明催化剂具有选择性，即不同催化剂的催化效率不同，
故答案为：不同催化剂的催化效率不同；
（4）0～6min中，收集到的氧气在标况下的体积为22.4mL，物质的量为0.001mol，根据关系式：2H₂O₂～O₂可知双氧水分解的物的量为0.002mol，
所以双氧水浓度改变量△c=$\frac{0.002mol}{10×1{0}^{-3}L}$，v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.002mol}{10×1{0}^{-3}L×6min}$≈0.033mol/（L•min），
故答案为：0.033．

点评 本题通过对比实验考查催化剂对化学反应速率的影响，这是对教材实验的探究，化学反应速率的计算是高考常考点，注意计算的准确性，题目难度适中．