Question

【題目】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，因而受到人們越來越多的關(guān)注。

Ⅰ. 某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2% H2O2溶液	無
②	10 mL 5% H2O2溶液	無
③	10 mL 5% H2O2溶液+1 mL H2O	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+1 mL HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+1 mL NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是___。同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你對原�?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是__________(寫出一種即可)。

（2）實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化如圖1所示。分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____。

Ⅱ. MnO2對H2O2的分解有催化作用，某實(shí)驗(yàn)小組對H2O2的分解做了如下探究。下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究影響H2O2分解速率的因素時(shí)記錄的一組數(shù)據(jù)，將狀態(tài)不同的0.1 g MnO2分別加入盛有50 mL等濃度的H2O2溶液的大試管中，并用帶火星的木條測試，結(jié)果如下：

MnO2狀態(tài)	觸摸試管情況	觀察結(jié)果	反應(yīng)完成所需時(shí)間
粉末狀	很燙	劇烈反應(yīng)，帶火星的木條復(fù)燃	4 min
塊狀	微熱	反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃	30 min

（1）寫出大試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__，該反應(yīng)是____反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化劑的催化效果與____有關(guān)。

（3）實(shí)驗(yàn)過程中放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和時(shí)間的關(guān)系如圖3所示。解釋反應(yīng)速率變化的原因：__，計(jì)算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為____。(保留兩位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】探究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中) 堿性環(huán)境能增大H2O2的分解速率，酸性環(huán)境能減小H2O2的分解速率 2H2O22H2O+O2↑ 放熱 催化劑的接觸面積 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 0.11 mol·L-1

【解析】

Ⅰ.（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同；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；
（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，以此來解答；

Ⅱ. （1）二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑，由帶火星木條復(fù)燃，可知產(chǎn)物，由此可寫出方程式；由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，反應(yīng)放熱還是吸熱；
（2）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知催化劑作用大小的影響因素；

（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度不斷減小，據(jù)此分析原因；根據(jù)圖象可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。

Ⅰ. (1)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究反應(yīng)物濃度對化學(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，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中)；

(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，在酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率；

Ⅱ. （1）H2O2在二氧化錳作用下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H2O22H2O+O2↑

；根據(jù)觸摸試管的感覺可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

（2）因在其他條件相同時(shí)，粉末狀二氧化錳比塊狀二氧化錳反應(yīng)所需時(shí)間短，說明催化劑的接觸面積對反應(yīng)速率有影響，故答案為：催化劑的接觸面積；

（3）濃度越大，反應(yīng)速率越大，反之越小，隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，則速率逐漸減小；根據(jù)圖象可以看出H2O2完全反應(yīng)放出60 mL O2，H2O2的分解反應(yīng)為2H2O22H2O+O2↑，則：n（H2O2）=≈0.00536 mol，
所以H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為：c（H2O2）=≈0.11 mol/L，

故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢；0.11 mol·L-1。