Question

【题目】为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	实验操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。	试管A中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大。
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液。	试管A、B中均未明显见到有气泡产生。

（1）实验①的目的是___________________________________________，实验中滴加FeCl3溶液的目的是________________________________。

（2）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是________________________________________________________（用实验中所提供的几种试剂）。

（3）某同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如下图甲所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是_____________。

甲 乙 丙

（4）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图乙、丙所示的实验。请回答相关问题：

①定性如图乙可通过观察_________________________________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_______________________________________。

②定量用图丙所示装置做对照实验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是______________________________。

（5）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑_________方法的应用。

Answer 1

【答案】研究温度对H2O2分解速率的影响加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率C溶液中气泡产生的速率排除氯离子的干扰（其他合理答案也给分）收集40mL气体所需的时间控制变量（或对比）

【解析】

（1）分别在试管A、B中加入 5mL 5% H2O2溶液，各滴入1～2 滴1mol/L FeCl3溶液．待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A、B中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A的温度比试管B的温度低，说明研究的是温度对反应速率的影响，而开始加滴加FeCl3溶液，目的加快H2O2分解，故答案为：研究温度对H2O2分解速率的影响；加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察；

（2）影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积，另取两支试管分别加入 5mL 5%H2O2溶液和 5mL10%H2O2溶液，试管A、B中均未见气泡产生，为加快反应速率，可从温度、或催化剂的影响角度考虑，故答案为：将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率；

（3）该图象横坐标表示时间，纵坐标表示生成气体的体积，时间越短生成的气体越多，反应速率越快，所以速率最慢的为C，故答案为：C点的即时速率；

（4）①由于反应中产生氧气，所以可通过观察溶液中气泡产生的速率来比较反应快慢；由于两种盐溶液中阴离子不同，所以为排除阴离子不同（或排除氯离子的干扰）而造成实验的不准确，将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理；

②要想定量分析，则必须测量收集40mL气体所需的时间来比较反应的快慢；

（5）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑控制变量（或对比）方法的应用。