Question

3．H₂O₂是實驗室常用的一種化學試劑．某實驗小組以H₂O₂分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響．在常溫下按照如下方案完成實驗．

實驗編號	反應物	催化劑
①	10mL2% H2O2溶液	無
②	10mL5% H2O2溶液	無
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0.1mol•L-1FeCl3溶液

（1）實驗①和②的目的是_探究H₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響，
（2）實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖甲．分析圖甲能夠得出的結論是圖象顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱

（3）為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學研究小組的同學設計了如圖乙所示的實驗裝置進行實驗．
實驗時均以生成40mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略，則實驗中需要測量的數是測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計算出反應速率．
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄  酸化的FeSO₄，離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）某同學在50mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積（標準狀況下）與反應時間的關系如圖丙所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應速率最慢的是C點的瞬時速率．

Answer 1

分析 （1）根據實驗①和②的濃度不同進行判斷；
（2）由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，以此來解答；
（3）該反應是通過反應速率分析的，所以根據v=$\frac{△v}{△t}$分析；
（4）根據雙氧水在酸性條件下將亞鐵離子氧化成鐵離子寫出反應的離子方程式；
（5）根據濃度對反應速率的影響分析．

解答 解：（1）實驗①和②的濃度不同，則該實驗的目的為探究濃度對化學反應速率的影響，
故答案為：探究H₂O₂溶液的濃度的變化對分解速率的影響；
（2）由圖可知，⑤的反應速率最大，④的反應速率最小，結合實驗方案可知，堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率，
故答案為：圖象顯示FeCl₃溶液的催化作用，堿性條件下效果較好，酸性條件下效果較弱；
（3）根據v=$\frac{△v}{△t}$知，還需要測定產生40mL氣體所需的時間，
故答案為：測量出分別在Fe³⁺和Cu²⁺的催化作用下，收集40mL氣體的始、終時間，就能計算出反應速率；
（4）H₂O₂能氧化H₂SO₄ 酸化的FeSO₄，反應生成了硫酸鐵和水，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）隨著反應的進行，雙氧水的濃度越來越小，t₃對應的C點氣體體積達到最大量，基本反應完全，雙氧水濃度最小，趨近于0，所以C點的瞬時反應速率最慢，
故答案為：C點的瞬時速率．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素，較好的考查學生實驗設計、數據處理、圖象分析的綜合能力，難度中等，注意信息的利用即可解答．