Question

【題目】為比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，某體學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答相關(guān)問題：

(1)定性比較：圖甲可通過觀察_____，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將CuSO4改為CuCl2更合理一些，其理由是______。

(2)定量比較：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40 mL氣體為標(biāo)準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。檢查該裝置氣密性的方法是________，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是_______。

(3)將0.10 mol MnO2粉末加入到50 mL H2O2溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

①寫出H2O2在MnO2作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______。

②H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為________。(保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡的快慢 消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 關(guān)閉分液漏斗活塞，注射器中活塞向右拉，一段時(shí)間后，松開手，觀察活塞回復(fù)到原來的位置，說明氣密性良好 產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間 2H2O22H2O+O2↑ 0.088mol/L

【解析】

過氧化氫分解會(huì)放出氧氣，比較反應(yīng)速率的大小可通過生成氣泡的快慢來判斷，比較金屬陽(yáng)離子的催化效果要排除陰離子的干擾；若需要測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率，則根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率公式v=計(jì)算；結(jié)合圖像所給數(shù)據(jù)計(jì)算過氧化氫濃度。

(1)定性比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果，可以通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢來比較，產(chǎn)生氣泡快的，催化效果好；在探究Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果時(shí)，必須保持其他的條件完全相同，所以將CuSO4改為CuCl2更為合理，可以避免由于陰離子不同造成的干擾；

(2)檢查裝置氣密性的方法為：關(guān)閉分液漏斗活塞，注射器中活塞向右拉，一段時(shí)間后，松開手，觀察活塞回復(fù)到原來的位置，說明氣密性良好；定量比較Cu2+和Fe3+對(duì)H2O2分解的催化效果，可以通過測(cè)定產(chǎn)生40mL氣體所需要的時(shí)間來比較，產(chǎn)生40mL氣體的時(shí)間越短，催化效果越好；

(3)①過氧化氫在二氧化錳的作用下分解生成水和氧氣，反應(yīng)方程式為2H2O22H2O+O2↑；

②t時(shí)刻產(chǎn)生50mL氧氣，則這50mL氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的物質(zhì)的量為n(O2)==2.2×10-3mol，根據(jù)過氧化氫分解的方程式可以得到n(H2O2)=4.4×10-3mol，則過氧化氫初始濃度c===0.088mol/L。