Question

3．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(duì)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(hào)	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_探究H₂O₂溶液的濃度的變化對(duì)分解速率的影響，
（2）實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖甲．分析圖甲能夠得出的結(jié)論是圖象顯示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）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)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)時(shí)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(cè)量的數(shù)是測(cè)量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時(shí)間，就能計(jì)算出反應(yīng)速率．
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄  酸化的FeSO₄，離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）某同學(xué)在50mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示，則A、B、C三點(diǎn)所表示的瞬時(shí)反應(yīng)速率最慢的是C點(diǎn)的瞬時(shí)速率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同進(jìn)行判斷；
（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，以此來解答；
（3）該反應(yīng)是通過反應(yīng)速率分析的，所以根據(jù)v=$\frac{△v}{△t}$分析；
（4）根據(jù)雙氧水在酸性條件下將亞鐵離子氧化成鐵離子寫出反應(yīng)的離子方程式；
（5）根據(jù)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究H₂O₂溶液的濃度的變化對(duì)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，
故答案為：圖象顯示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）根據(jù)v=$\frac{△v}{△t}$知，還需要測(cè)定產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間，
故答案為：測(cè)量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時(shí)間，就能計(jì)算出反應(yīng)速率；
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄ 酸化的FeSO₄，反應(yīng)生成了硫酸鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，雙氧水的濃度越來越小，t₃對(duì)應(yīng)的C點(diǎn)氣體體積達(dá)到最大量，基本反應(yīng)完全，雙氧水濃度最小，趨近于0，所以C點(diǎn)的瞬時(shí)反應(yīng)速率最慢，
故答案為：C點(diǎn)的瞬時(shí)速率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，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，難度中等，注意信息的利用即可解答．