Question

某化學(xué)研究小組的同學(xué)為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗．請回答相關(guān)問題：

（1）定性分析：根據(jù)甲中觀察到的

 

現(xiàn)象，可定性比較得出結(jié)論．有同學(xué)提出用FeCl₃不妥，改為Fe₂（SO₄）₃更為合理，其理由是

 

．
（2）定量分析：如圖乙所示，圖中儀器A的名稱為

 

，檢查該裝置氣密性的方法是

 

．若實驗中均得到標(biāo)況下VmL氣體，要計算速率還需要測量的數(shù)據(jù)是

 

．
（3）取0.5g MnO₂粉末加入12.50mL H₂O₂溶液中，放出氣體（標(biāo)況下）的體積和時間的關(guān)系如圖丙所示．則從反應(yīng)開始到2min末，v（H₂O₂）=

 

，此時H₂O₂的分解率為

 

．（設(shè)溶液體積不變且最后雙氧水完全分解）

Answer 1

考點：濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)生成氣體的快慢分析；根據(jù)H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陽離子相同，更為合理；根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件寫出反應(yīng)方程式；
（2）依據(jù)常見儀器填空；根據(jù)乙圖裝置來選擇氣密性的檢查方法；該反應(yīng)是通過反應(yīng)速率分析的，所以根據(jù)v=

△c

△t

來判斷；
（3）依據(jù)2min內(nèi)生成氧氣的體積計算氧氣的化學(xué)反應(yīng)速率，再依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)計量數(shù)之比計算雙氧水的速率，最后依據(jù)氧氣生成總體積與2min時體積，計算轉(zhuǎn)化率即可．

解答： 解：（1）該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體，而且反應(yīng)放熱，所以可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢或反應(yīng)完成的先后或試管壁的冷熱程度來判斷；H₂O₂分解的催化作用有可能是氯離子起的作用，改為Fe₂（SO₄）₃使陽離子相同，這樣可以控制陰離子相同，排除陰離子的干擾，更為合理，
故答案為：反應(yīng)產(chǎn)生氣泡快慢或反應(yīng)完成的先后或試管壁的冷熱程度；控制陽離子相同，排除陽離子的干擾；
（2）結(jié)合乙圖裝置，儀器A為分液漏斗，該氣密性的檢查方法為：關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，觀察活塞是否回到原位；反應(yīng)是通過反應(yīng)速率分析的，根據(jù)v=

△c

△t

，所以，實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是時間（或收集一定體積的氣體所需要的時間）．
故答案為：分液漏斗；關(guān)閉分液漏斗活塞，將注射器活塞拉出一定距離，一段時間后松開活塞，觀察活塞是否回到原位；時間（或收集一定體積的氣體所需要的時間）；
（3）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，從反應(yīng)開始到2min，生成氧氣的體積為28mL，故氧氣的物質(zhì)的量為：

28×10-3L

22.4L/mol

，故v（O₂）=

28×10-3 22.4

2

=

28×10-3

44.8

mol/(L?min)，故v（H₂O₂）=2×

28×10-3

44.8

=

28×10-3

22.4

=1.25×10^-3mol/（L?min），依據(jù)題目可知，雙氧水完全分解生成氧氣的體積為44.8mL，故2min時，雙氧水的分解率為：

28mL

44.8mL

×100%=62.5%，故答案為：1.25×10^-3mol/（L?min）；62.5%．

點評：本題主要考查了催化劑的作用及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等知識點，難度不大，要會分析將FeCl₃改為Fe₂（SO₄）₃更為合理的理由．