Question

9．為比較相同濃度的FeCl₃溶液和CuSO₄溶液對H₂O₂分解的催化效果，某研究小組進行了如下探究：

（1）請寫出H₂O₂分解的化學方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【定性探究】
（2）如圖甲，可通過觀察產生氣泡的速率來定性比較兩者的催化效果．
【定量探究】
（3）如圖乙，實驗前檢查該裝置的氣密性的方法是將注射器活塞向外拉，再松開手活塞又回到原來的位置，則裝置氣密性良好．要定量比較兩者的催化效果，可測量生成等體積氣體所需的時間．
【深入探究】
（4）在FeCl₃溶液中，究竟是哪種離子起催化作用呢？
猜想1：鐵離子（Fe³⁺）起催化作用；
猜想2：氯離子（Cl^-）起催化作用；
…
請設計實驗，驗證猜想1

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗現(xiàn)象
分別取某體積的同種H2O2溶液于2支試管中，再分別加入等質量的FeCl3和NaCl	加入FeCl3的試管中產生的氣體快，加入NaCl的試管中產生的氣體慢	猜想1成立

Answer 1

分析 （1）過氧化氫在催化劑的作用下分解為水和氧氣；
（2）催化效果越好，產生氣泡的速率越快；
（3）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法以及比較催化效果的方法來分析；
（4）氯化鐵溶液中存在鐵離子、氯離子和水分子．要想驗證是否是鐵離子的催化作用，可選擇其他含鐵離子的可溶性鹽來進行實驗．

解答 解：（1）過氧化氫在催化劑的作用下分解為氧氣和水，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）比較兩種物質對過氧化氫分解速率的影響，可以觀察二者產生氣泡的速率；故填：產生氣泡的速率；
（3）檢查該裝置的氣密性，可先將分液漏斗的活塞關閉，然后用雙手緊握錐形瓶的外壁，然后觀察注射器的活塞是否向外移動，再松開手活塞又回到原來的位置，說明該裝置的氣密性是良好的；催化劑的催化效果越好，反應產生氣體的速率越快，可通過測量產生等體積的氧氣所需要的時間來分析，所需時間越短，催化效果越好；故填：再松開手活塞又回到原來的位置；時間；
（4）在FeCl₃溶液中主要有鐵離子（Fe³⁺）、氯離子（Cl^-）；所以猜想2是氯離子（Cl^-）或鐵離子（Fe³⁺）和氯離子（Cl^-）；驗證猜想1：鐵離子（Fe³⁺）起催化作用，就要設計一個對比實驗，所取的等體積的同種過氧化氫溶液的體積應相同，加入的物質中含有氯離子，但不含鐵離子，如氯化鈉，根據(jù)反應速度的快慢證明起催化作用的是鐵離子（Fe³⁺）．
故填：氯離子（Cl^-）；

實驗操作	實驗現(xiàn)象
分別取某體積的同種H2O2溶液于2支試管中，再分別加入等質量的FeCl3和NaCl	加入FeCl3的試管中產生的氣體快，加入NaCl的試管中產生的氣體慢

點評 本題考查實驗裝置的綜合應用，為高頻考點，把握反應速率測定原理及影響反應速率的因素為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．