Question

催化劑在生產(chǎn)和科技領(lǐng)域起到重大作用。為比較Fe³⁺和Cu²⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

(1)定性分析：如圖甲可通過(guò)觀察                             ，定性比較得出結(jié)論。同學(xué)乙觀察甲中兩支試管產(chǎn)生氣泡的快慢，由此得出Fe^3＋和Cu^2＋對(duì)H₂O₂分解的催化效果，其結(jié)論__________(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________。

(2)定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是   　　                      。

(3)加入0.10 mol MnO₂粉末于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)系如下圖所示。

①實(shí)驗(yàn)時(shí)放出氣體的總體積是           mL。

②放出1／3氣體所需時(shí)間為           min。

③計(jì)算H₂O₂的初始物質(zhì)的量濃度______。（請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字）

④A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)開(kāi)____＞____＞___＞ ____。

⑤解釋反應(yīng)速率變化的原因                                        。

 

Answer 1

【答案】

(每空1分，共9分)

（1）產(chǎn)生氣泡的快慢       不合理  陰離子種類不同   

（2）產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間   

（3）① 60 mL    ②  1 min  ③0.11 mol·L^－1 ④ D ＞ C ＞ B ＞ A  

⑤ 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H₂O₂濃度減小，反應(yīng)速率減慢

【解析】

試題分析：（1）比較反應(yīng)速率的大小可通過(guò)生成氣泡的快慢來(lái)判斷。同學(xué)乙的結(jié)論是不合理的，因?yàn)楸容^金屬陽(yáng)離子的催化效果要排斥陰離子的干擾；故答案為：產(chǎn)生氣泡的快慢，不合理，陰離子種類不同。

（2）檢驗(yàn)氣密性可通過(guò)關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞向外拉出一段，如活塞回到原位說(shuō)明氣密性良好，比較化學(xué)反應(yīng)速率大小，可用生成相同體積氣體所需時(shí)間，或相同時(shí)間內(nèi)生成氣體的體積進(jìn)行判斷，故答案為：產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間。

（3）①H₂O₂在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)生成氧氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂ MnO₂2H₂O+O₂↑，故答案為：2H₂O₂ MnO₂2H₂O+O₂↑；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，生成氣體的體積最大為60ml。

②放出1／3氣體所需時(shí)間為1 min。③根據(jù)方程式計(jì)算

2H₂O₂ MnO₂2H₂O+O₂↑

2mol 22.4L

n（H₂O₂） 0.06L

n（H₂O₂）=2mol×0.06L÷22.4L=0.00536mol，所以c（H₂O₂）=0，00536mol÷0.05L ="0.11" mol?L^-1，

故答案為：0.11 mol?L^-1。

④在加入催化劑的條件下隨著反應(yīng)物濃度的降低，反應(yīng)速率減小，故A、B、C、D各點(diǎn)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)镈 ＞ C ＞ B ＞ A。

⑤在加入催化劑的條件下隨著反應(yīng)物濃度的降低，反應(yīng)速率減小，故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

考點(diǎn)：催化劑的作用

點(diǎn)評(píng)：本題考查催化劑的對(duì)照試驗(yàn)，題目較為綜合，涉及反應(yīng)速率、氣密性檢查、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等問(wèn)題，題目難度較大，做題時(shí)注意把握該實(shí)驗(yàn)的氣密性的檢查問(wèn)題。