Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用H2O2分解反應(yīng)制取氧氣時(shí)，常加入催化劑以加快反應(yīng)速率，某研究性學(xué)習(xí)小組為研究催化劑FeCl3的量對(duì)O2生成速率的影響，設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)方案（見下表），將表中所給的試劑按一定體積混合后進(jìn)行反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào) 試劑	A	B	C
10% H2O2/mL	20.0	V1	V2
2 mol·L-1 FeCl3/ mL	0	5.0	10.0
H2O/ mL	V3	V4	0

按要求回答下列問題：

（1）欲用圖裝置來比較該反應(yīng)的反應(yīng)速率快慢，檢查該裝置氣密性的方法是_______。

（2）當(dāng)反應(yīng)物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測(cè)____________________推(計(jì))算反應(yīng)速率。

（3）為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，則V4=____。

（4）已知Fe3+催化H2O2分解的機(jī)理可分兩步反應(yīng)進(jìn)行，其中第一步反應(yīng)為：2Fe3+ + H2O2 =2Fe2+ + O2↑+ 2H+，則第二步反應(yīng)的離子方程式為：___________________。

（5）讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，量氣裝置左端液面低于右端液面，則測(cè)得的氣體體積_____填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】關(guān)閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水至兩端產(chǎn)生液面差，記錄刻度，靜置一段時(shí)間后，刻度不變，證明氣密性良好 相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時(shí)間 5 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 偏小

【解析】

（1）檢查裝置氣密性之前必須形成密閉系統(tǒng)，通過改變系統(tǒng)中的壓強(qiáng)判斷；

（2）由反應(yīng)速率公式可知，當(dāng)反應(yīng)物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時(shí)間來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；

（3）研究催化劑FeCl3的量對(duì)O2生成速率的影響實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑧?yīng)使反應(yīng)物的濃度相同及總體積相同；

（4）總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)；

（5）由PV=nRT判斷可得。

（1）檢查裝置氣密性之前必須形成密閉系統(tǒng)，通過改變系統(tǒng)中的壓強(qiáng)判斷，則檢查裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水形成密閉系統(tǒng)，若加水至兩端產(chǎn)生液面差后，靜置一段時(shí)間，液面差不變，證明裝置氣密性良好，故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，向量氣管中加水至兩端產(chǎn)生液面差，記錄刻度，靜置一段時(shí)間后，刻度不變，證明氣密性良好；

（2）由反應(yīng)速率公式可知，當(dāng)反應(yīng)物的濃度、用量及其他影響速率的條件確定之后，可以通過測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時(shí)間來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積或收集相同體積的氣體所需的時(shí)間；

（3）研究催化劑FeCl3的量對(duì)O2生成速率的影響實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑧?yīng)使反應(yīng)物的濃度相同及總體積相同，則V1=V2=20.0mL，由C可知總體積為30.0mL，則V4=30.0-20.0-5.0=5.0mL，故答案為：5.0；

（4）總反應(yīng)為2H2O2═2H2O+O2↑，第一步反應(yīng)為2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

（5）讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，量氣裝置左端液面低于右端液面，說明裝置中壓強(qiáng)高于外界大氣壓，由PV=nRT可知，測(cè)得的氣體體積偏小，故答案為：偏小。