Question

【題目】為探究H2O2制備氧氣,生成氧氣速率的影響因素，某同學設計了如下一系列實驗。

實驗編號	反應物	催化劑
甲	試管中加入3 mL 2% H2O2溶液和3滴蒸餾水	無
乙	試管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴蒸餾水	無
丙	試管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴蒸餾水	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
丁	試管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴稀鹽酸溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
戊	試管中加入3 mL 5% H2O2溶液和3滴NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液

[查閱資料] 過氧化氫(H2O2)，其水溶液俗稱雙氧水，常溫下是一種無色液體，性質比較穩(wěn)定。在加熱的條件下，它能分解生成氧氣。研究表明，將新制的5%的H2O2溶液加熱到65 ℃時就有氧氣放出，加熱到80 ℃時就有較多氧氣產生。

（1）實驗丙、實驗丁和實驗戊的實驗目的是_____________________________________。

（2）請根據(jù)該同學查閱的資料分析H2O2的性質，解釋實驗甲和實驗乙能否達到實驗目的？______

（3）實驗過程中該同學對實驗丙、丁、戊中產生的氣體進行收集，并在2分鐘內6個時間點對注射器內氣體進行讀數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如下表。

時間/s		20	40	60	80	100	120
氣體體積/mL	實驗丙	9.5	19.5	29.0	36.5	46.0	54.5
	實驗丁	8.0	16.0	23.5	31.5	39.0	46.5
	實驗戊	15.5	30.0	44.5	58.5	71.5	83.0

①對實驗丁，20～40 s的反應速率v1＝_____mL·s－1,100～120 s的反應速率v2＝_____mL·s－1。不考慮實驗測量誤差，二者速率存在差異的主要原因是_____________________________________。

②如圖是根據(jù)實驗收集到最大體積的氣體時所用時間繪制的圖像。曲線c表示的是實驗 ______(填“丙”“丁”或“戊”)。

Answer 1

【答案】 探究在不同酸堿性條件下，催化劑對反應速率的影響 實驗甲和實驗乙不能達到實驗目的，因為H2O2在常溫且無催化劑作用的條件下較穩(wěn)定 0.4 0.375 隨反應的不斷進行，H2O2溶液的濃度逐漸降低，反應速率減小 丁

【解析】(1)甲和乙實驗中除雙氧水的濃度不同外其他條件都相同，可知實驗探究反應物的不同濃度對反應速率的影響；實驗丙、實驗丁和實驗戊中溶液的酸堿性不同，且比實驗乙多了使用催化劑，可知這三個實驗是探究在不同酸堿性條件下，催化劑對反應速率的影響，故答案為：探究在不同酸堿性條件下，催化劑對反應速率的影響；

(2)根據(jù)資料可知H2O2在常溫且無催化劑作用的條件下比較穩(wěn)定，則實驗甲和實驗乙不能達到實驗目的，故答案為：實驗甲和實驗乙不能達到實驗目的；

(3)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)和題中反應速率的單位可知v1==mL/s=0.4mL/s，v2==mL/s=0.375mL/s，速率減小的原因是隨反應的不斷進行，H2O2溶液的濃度逐漸降低，反應速率減小，故答案為：0.4；0.375；隨反應的不斷進行，H2O2溶液的濃度逐漸降低，反應速率減�。�

②由圖可知曲線c反應速率最小，在三個實驗中，實驗丁每次記錄的氣體體積都是最少的，說明丁的速率最小，曲線c代表實驗丁，故答案為：丁。