Question

H₂O₂是實(shí)驗(yàn)室常用的一種化學(xué)試劑。某實(shí)驗(yàn)小組以H₂O₂分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)物	催化劑
①	10mL2% H2O2溶液	無
②	10mL5% H2O2溶液	無
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0．1mol·L-1FeCl3溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_                                     　　　             　　，
（2）實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如下圖。分析下圖能夠得出的結(jié)論是                                           。

（3）為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)時均以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略，則實(shí)驗(yàn)中需要測量的數(shù)是        。

（4）H₂O₂能氧化H2SO4 酸化的FeSO4,離子方程式為                       ；

Answer 1

（8分）（1）探究H₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響。
（2）圖像顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱。
（3）測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計(jì)算出反應(yīng)速率。
（4）Fe²⁺+2H₂O₂+4H⁺＝ Fe³⁺+4H₂O

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)①②中不同之處在于雙氧水的濃度不同，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄縃₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響。
（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知，堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率，即實(shí)驗(yàn)結(jié)論是圖像顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱。
（3）要比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較，同時還需要測量測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計(jì)算出反應(yīng)速率。
（4）雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式是Fe²⁺+2H₂O₂+4H⁺＝Fe³⁺+4H₂O。
點(diǎn)點(diǎn)評：該題是中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。所以該類試題主要是以實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。該題能較好的考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、圖象分析的綜合能力。在解答時注意已知信息的利用。