Question

3．氧化劑H₂O₂在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物被稱為綠色氧化劑，因而受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注．
I．某實(shí)驗(yàn)小組以H₂O₂分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響．在常溫下按照如表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	加入物質(zhì)
①	10mL 2% H2O2溶液	無(wú)
②	10mL 5% H2O2溶液	無(wú)
③	9mL 5% H2O2溶液	1mL 水
④	9mL 5% H2O2溶液	1mL 0.1mol•L-1 HCl溶液
⑤	9mL 5% H2O2溶液	1mL 0.1mol•L-1 NaOH溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．
（2）實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示．

分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是堿性環(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．
Ⅱ．資料顯示，某些金屬離子對(duì)H₂O₂的分解起催化作用．為探究不同濃度的Fe³⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
限選試劑：30% H₂O₂、0.1mol?L^-1Fe₂（SO₄）₃、蒸餾水
（3）某同學(xué)通過(guò)測(cè)定O₂的體積來(lái)比較H₂O₂的分解速率快慢．實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積（產(chǎn)生相同體積氧氣所需的時(shí)間）來(lái)比較．（要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大�。�．
（4）參照如表格式，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)的方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）．

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	V[30% H2O2]/mL		…
1	a		…
2	a		…

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同；
（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(lái)解答；
Ⅱ．（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積；
（4）探究不同濃度的Fe³⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，雙氧水的濃度，用量相同，催化劑的濃度不同來(lái)設(shè)計(jì)．

解答 解：Ⅰ．（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：濃度；
（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：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；
Ⅱ．（3）通過(guò)測(cè)定O₂的體積來(lái)比較H₂O₂的分解速率快慢，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以通過(guò)測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或（產(chǎn)生相同體積氧氣所需的時(shí)間），
故答案為：相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積（產(chǎn)生相同體積氧氣所需的時(shí)間）；
（4）探究不同濃度的Fe³⁺對(duì)H₂O₂分解的催化效果，雙氧水的濃度，用量相同，催化劑的濃度通過(guò)水體積變化來(lái)體現(xiàn)Fe³⁺濃度變化，溶液的總體積保持一致為（a+b+c）mL，設(shè)計(jì)如下表：

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	V[30% H2O2]/mL	V[0.1mol?L-1 Fe2（SO4）3]/mL	V[蒸餾水]/mL	t[時(shí)間]/s	V[O2]/mL
1	a	b	c	t	V1
2	a	c	b	t	V2

或

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	V[30% H2O2]/mL	V[0.1mol?L-1 Fe2（SO4）3]/mL	V[蒸餾水]/mL	V[O2]/mL	t[時(shí)間]/s
1	a	b	c	V	t1
2	a	c	b	V	t2

故答案為：

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	V[30% H2O2]/mL	V[0.1mol?L-1 Fe2（SO4）3]/mL	V[蒸餾水]/mL	t[時(shí)間]/s	V[O2]/mL
1	a	b	c	t	V1
2	a	c	b	t	V2

或

物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	V[30% H2O2]/mL	V[0.1mol?L-1 Fe2（SO4）3]/mL	V[蒸餾水]/mL	V[O2]/mL	t[時(shí)間]/s
1	a	b	c	V	t1
2	a	c	b	V	t2

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點(diǎn)評(píng) 本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，試題能夠較好的考查學(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，注意掌握溫度、濃度、催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，題目難度中等．