Question

（14分）為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實(shí)驗，請回答下列問題。

編號	操作	實(shí)驗現(xiàn)象
①	分別在試管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡；將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡。	試管A中不再產(chǎn)生氣泡； 試管B中產(chǎn)生的氣泡量增大。
②	另取兩支試管分別加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液	試管A、B中均未明顯見到有 氣泡產(chǎn)生。

（1）過氧化氫分解的化學(xué)方程式為__________________________________________。

（2）實(shí)驗①的目的是______________________________________________________。實(shí)驗中滴加FeCl₃溶液的目的是_________________________________________。

（3）實(shí)驗②未觀察到預(yù)期的實(shí)驗現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達(dá)到實(shí)驗?zāi)康模�你提出的對上述操作的改進(jìn)意見是_________________________________（用實(shí)驗中所提供的幾種試劑）。

（4）對于H₂O₂分解反應(yīng)，Cu²⁺也有一定的催化作用。為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實(shí)驗。請回答相關(guān)問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察_________________________，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl₃改為Fe₂(SO₄)₃更為合理，其理由是_________________________。

②定量分析：用圖乙所示裝置做對照實(shí)驗，實(shí)驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗的因素均已忽略。實(shí)驗中需要測量的數(shù)據(jù)是_________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）2H₂O₂2H₂O+O₂↑（2分）

（2）研究溫度對H₂O₂分解速率的影響（2分） 加快H₂O₂分解速率，使實(shí)驗現(xiàn)象易于觀察（2分）

（3）將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率

（4）①溶液中氣泡產(chǎn)生的速率   排除氯離子的干擾（其他合理答案也給分）②收集40mL氣體所需的時間（2分）

【解析】

試題分析：（1）過氧化氫分解產(chǎn)生了水和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂2H₂O+O₂↑。

（2）分析實(shí)驗①的過程可以知道，該實(shí)驗是在不同的溫度下進(jìn)行實(shí)驗，所以可以判斷該實(shí)驗是驗證溫度對過氧化氫分解速率的影響的；而實(shí)驗中加入硫酸銅溶液的目的是加快過氧化氫溶液的分解速率的，使實(shí)驗現(xiàn)象易于觀察。

（3）過氧化氫溶液的分解速率較慢，所以可以借助于硫酸銅溶液來進(jìn)行判斷，故可以設(shè)計實(shí)驗如下：將兩支試管同時放入盛有相同溫度熱水的燒杯中，或向兩支試管中同時滴入相同滴數(shù)、濃度一樣的硫酸銅溶液，產(chǎn)生氣泡的速率快的是10%的H₂O₂溶液，反之是5%的H₂O₂溶液。

（4）①如果定性分析，則可以根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速率來進(jìn)行判斷反應(yīng)的快慢。應(yīng)用加入的氯化鐵和硫酸銅中陰離子不同，所以為排除氯離子的干擾，可以將FeCl₃改為Fe₂(SO₄)₃。

②如果定量分析反應(yīng)的快慢，則可以通過測定收集40mL的氣體所需的時間進(jìn)行判斷，時間短則反應(yīng)快。

考點(diǎn)：考查外界條件對反應(yīng)速率的影響、實(shí)驗方案的設(shè)計、評價等

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于難度較大的試題，學(xué)生不易得分。該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和技能，進(jìn)行知識的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。