Question

13．用如圖所示的裝置來測(cè)定鎂與硫酸反應(yīng)的速率，在錐形瓶中加入0，7克鎂帶，按圖連接好裝置，從A中加入20.0ml0.5mol/LH₂SO₄．記錄注射器活塞的位置和相應(yīng)的時(shí)間．記錄數(shù)據(jù)如表

時(shí)間/s	0	t	2t	…
活塞的位置/ml	17.3	25.6	36.6	…

（1）檢查該裝置氣密性的方法是將裝置安裝好后，關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，然后松開活塞，若活塞回到原位則氣密性良好；或先將活塞位置固定好，然后從分液漏斗中加水，若水不能順利流下，則裝置氣密性好．
（2）儀器A的名稱是分液漏斗．
（3）0-t時(shí)間段與t-2t時(shí)間段，化學(xué)反應(yīng)速率最快的是t-2t，原因是鎂與硫酸反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快．
（4）用上述裝置探究Fe³⁺、Cu²⁺對(duì)雙氧水分解速率的影響，所用試劑：5%H₂O₂、0，1mol/LFeCl₃、0.2mol/LCuCl₂，完成表的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	雙氧水體積/mL	蒸餾水體積/mL	添加的物質(zhì)
1	10	0	4mLFeCl3
2	10	2	2mLCuCl2

①寫出本實(shí)驗(yàn)H₂O₂分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：．
②上表中需要添加的物質(zhì)是4mlFeCl₃溶液．
③本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是收集相同體積的氧氣所需時(shí)間（或相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣的體積）．
（5）為確定MnO₂催化雙氧水分解的最佳條件，用該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)物用量和反應(yīng)停止的時(shí)間數(shù)據(jù)如表．

	0.1g	0.3g	0.8g
10mL1.5%	223s	67s	36s
10mL3.0%	308s	109s	98s
10mL4.5%	395s	149s	116s

分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
①相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著MnO₂用量的增加而加快（填“加快”、“減慢”或“不變”）．
②從實(shí)驗(yàn)效果和“綠色化學(xué)”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時(shí)，加入0.3 g的MnO₂為較佳選擇．
③該小組的某同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后認(rèn)為：“當(dāng)用相同質(zhì)量的MnO₂時(shí)，雙氧水的濃度越小，所需要的時(shí)間就越少，亦即其反應(yīng)速率越快”的結(jié)論，你認(rèn)為是否正確？不正確（填“正確”或“不正確”），理由是H₂O₂的濃度擴(kuò)大二倍（從1.5%-→3.0%），但反應(yīng)所需時(shí)間比其二倍小的多．（提示：H₂O₂溶液的密度可認(rèn)為近似相等．）

Answer 1

分析 （1）裝置氣密性檢驗(yàn)的原理是：通過氣體發(fā)生器與液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常見儀器特征及名稱判斷；
（3）活塞的位置為生成氣體的體積，根據(jù)相同時(shí)間生成氣體的體積判斷反應(yīng)速率快慢；反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速率越快；
（4）①雙氧水在氯化鐵作催化劑分解生成水和氧氣，據(jù)此寫出H₂O₂分解反應(yīng)方程式并根據(jù)化合價(jià)變化標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；
②在相同的條件下利用一個(gè)變量來比較，現(xiàn)催化劑不同，需反應(yīng)的體積相同；
③通過相同時(shí)間生成氣體的體積大小或生成相同體積的氣體所需時(shí)間大小判斷；
（5）①根據(jù)表中雙氧水的量相同條件下，加入二氧化錳的質(zhì)量多少對(duì)反應(yīng)速率的快慢進(jìn)行判斷；
②結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，雙氧水的濃度相同時(shí)，加入的最佳的二氧化錳的量；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析相同體積時(shí)3.0%的雙氧水中與1.5%的雙氧水，得出雙氧水的濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系．

解答 解：（1）通過氣體發(fā)生器與液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷裝置氣密性，所以檢驗(yàn)該套裝置的氣密性的方法為：將裝置安裝好后，關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，然后松開活塞，若活塞回到原位則氣密性良好；或先將活塞位置固定好，然后從分液漏斗中加水，若水不能順利流下，則裝置氣密性好，
故答案為：將裝置安裝好后，關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，然后松開活塞，若活塞回到原位則氣密性良好；或先將活塞位置固定好，然后從分液漏斗中加水，若水不能順利流下，則裝置氣密性好；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常見儀器名稱判斷，盛裝雙氧水的化學(xué)儀器A具有活塞裝置的漏斗，名稱是分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（3）0-ts，生成氣體25.6-17.3=8.3mL，t-2t，生成氣體36.6-25.6=11mL，相同時(shí)間生成氣體的體積t-2t 多，所以t-2t 快，是因?yàn)殒V與硫酸反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快，
故答案為：t-2t；鎂與硫酸反應(yīng)放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快；
（4）①雙氧水分解的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，反應(yīng)中雙氧水既是氧化劑也是還原劑，雙氧水中氧元素化合價(jià)為-1價(jià)，變成氧氣失去2個(gè)電子，生成水得到2個(gè)電子，用雙線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，
故答案為：；
②，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來比較，實(shí)驗(yàn)1和2需體積相同，所以需4mLFeCl₃，
故答案為：4；
③探究Fe³⁺、Cu²⁺對(duì)雙氧水分解速率的影響，通過過氧化氫分解生成的氧氣的量判斷，可收集相同體積的氧氣所需時(shí)間（或相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣的體積）測(cè)定，
故答案為：收集相同體積的氧氣所需時(shí)間（或相同時(shí)間產(chǎn)生氧氣的體積）；
（5）①由表中數(shù)據(jù)可知，雙氧水的量相同，加入的二氧化錳質(zhì)量越多，反應(yīng)所需的時(shí)間越短，說明反應(yīng)速率越快，
故答案為：加快；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在雙氧水的濃度相同時(shí)，加入0.3g二氧化錳與加入0.1g二氧化錳對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響相差較大，加入0.3g二氧化錳與加入0.5g二氧化錳對(duì)反應(yīng)速率的影響相差不是很大，所以加入二氧化錳的最佳量為0.3g，
故答案為：0.3；
③從表中數(shù)據(jù)可知，相同體積3.0%的雙氧水中的溶質(zhì)含量是1.5%的雙氧水中溶質(zhì)含量的二倍，但反應(yīng)的時(shí)間卻比其反應(yīng)時(shí)間的二倍小得多，由反應(yīng)速率計(jì)算公式（v=$\frac{△c}{△t}$）可得出，此實(shí)驗(yàn)條件下雙氧水的濃度越大分解速率越快，
故答案為：不正確；H₂O₂的濃度擴(kuò)大二倍（從1.5%-→3.0%），但反應(yīng)所需時(shí)間比其二倍小的多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榻獯痍P(guān)鍵，注意掌握溫度、濃度、催化劑等因素對(duì)反應(yīng)速率的影響．