Question

某同學探究外界條件對H₂O₂分解速率的影響，所用H₂O₂濃度為5%、10%，實驗溫度為20℃、40℃，其他試劑有1mol/L FeCl₃ 溶液．每次實驗H₂O₂的用量為2mL，FeCl₃溶液2滴．
（1）請完成以下實驗設計表：

實驗編號	溫度/℃	H2O2濃度/%	其它試劑	實驗目的
①	20	5	無	（Ⅰ）實驗①和②探究催化劑對H2O2分解速率的影響； （Ⅱ）實驗②和③探究溫度對該反應速率的影響； （Ⅲ）實驗②和④探究H2O2濃度對該反應速率的影響．
②	20	5	FeCl3 溶液
③
④

（2）實驗④產生氣泡的速率比實驗②快．分析引起反應速率差異的原因是

 

．
（3）廢舊印刷電路板的回收利用可實現資源再生．經粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末．用H₂O₂ 和H₂SO₄ 的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅，溶液變成藍色，寫出發(fā)生反應的化學方程式：

 

．
控制其它條件相同，印刷電路板的金屬粉末用10%H₂O₂和3.0mol/L H₂SO₄溶液處理，測得不同溫度下銅的平均溶解速率（見下表）

溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
銅的平均溶解速率 （×10-3 mol/（L?min））	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

當溫度高于40℃時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度的升高而下降，其主要原因是：

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

分析：（1）根據實驗的目的，選擇合適的溫度和雙氧水的濃度等條件；
（2）H₂O₂濃度增大，分解速率加快；
（3）溶液變成藍色，銅被氧化成銅離子：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；當溫度高于40℃時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度的升高而下降，其主要原因是：溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減�。�

解答： 解：（1）③、實驗②和③探究溫度對該反應速率的影響，故②③的溫度不同，其他條件完全相同；
④、實驗②和④探究H₂O₂濃度對該反應速率的影響，故②和④的H₂O₂濃度不同，其他條件相同；
故答案為：

③	40	5	FeCl3溶液	（2分）
④	20	10	FeCl3溶液	（2分）

（2）實驗④產生氣泡的速率比實驗②快，引起反應速率差異的原因是：其他條件相同時，H₂O₂ 濃度增大，分解速率加快；  
故答案為：其他條件相同時，H₂O₂ 濃度增大，分解速率加快；  
（3）銅與H₂O₂ 和H₂SO₄ 反應生成了硫酸銅，反應方程式是：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；由于溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減小；
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+2H₂O；溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減�。�

點評：本題考查影響化學反應速率的因素，注意題干信息要求，本題難度中等．