催化剂在生产和科技领域起到重大作用。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甲、乙所示的实验。请回答相关问题: (1
题型:不详难度:来源:
催化剂在生产和科技领域起到重大作用。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甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察 ,定性比较得出结论。同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢,由此得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,其结论________(填“合理”或“不合理”),理由是______________________。 (2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。 (3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是 mL。 ②放出1/3气体所需时间为 min。 ③计算H2O2的初始物质的量浓度_____________。 (请保留两位有效数字) ④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____>____>____>____。 ⑤ 解释④反应速率变化的原因 ___ _____。 |
答案
(共14分) (1)产生气泡的快慢(2分), 不合理(2分) 阴离子种类不同(2分) (2)产生40mL气体所需的时间(1分) ①60 mL (1分); ②1 min (1分) ;③ 0.11 mol·L-1(2分); ④D>C>B>A (1分); ⑤随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢 (2分) |
解析
试题分析:(1)甲中催化剂不同,则可以通过产生气泡的快慢定性比较得出结论。由于加入的盐中阴离子不同,所以不能通过观察甲中两支试管产生气泡的快慢,得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。 (2)要比较外界条件对反应速率的影响,则需要测定产生40mL气体所需的时间来进行定量测定和计算。 (3)①根据图像可知,实验时放出气体的总体积是60ml。 ②放出1/3气体大约是20ml,所需时间为1min。 ③最终生成氧气的体积是60ml,物质的量是0.06L÷22.4L/mol=0.0027mol 双氧水分解的方程式是 2H2O2=2H2O+O2↑ 2mol 1mol 0.0054 0.0027 所以双氧水的浓度是0.0054mol÷0.05L=0.11 mol·L-1 ④反应速率越快,斜率越大,则A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A。 ⑤由于随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率减慢。 点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养。有利于培养学生规范严谨的实验设计能力,有助于提升学生的学科素养。解答时须理清化学反应速率与催化剂间的关系以及速率与图象间的关系。 |
举一反三
被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格(Robert Ettinger)在1962年写出《不朽的前景》(The Prospect Of Immortality)一书。他在书中列举了大量事实,证明了冷冻复活的可能。比如,许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来,春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是A.温度越低,化学反应越慢 | B.低温下分子无法运动 | C.温度降低,化学反应停止 | D.化学反应前后质量守恒 |
|
对已达化学平衡的反应2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )A.逆反应速率增大正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动 | B.逆反应速率减小正反应速率增大,平衡向正反应方向移动 | C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动 | D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动 |
|
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验序号
| 金属质量/g
| 金属状态
| c(H2SO4) /mol·L-1
| V(H2SO4) /mL
| 溶液温度/℃
| 金属消失的时间/s
| 反应前
| 反应后
| 1
| 0.10
| 粉末
| 0.5
| 50
| 20
| 35
| 50
| 2
| 0.10
| 块状
| 0.8
| 50
| 20
| 35
| 200
| 3
| 0.10
| 粉末
| 0.8
| 50
| 20
| 36
| 25
| 4
| 0.10
| 块状
| 1.0
| 50
| 20
| 35
| 125
| 分析上述数据,请回答下列问题。 (1)实验1和3表明, 对反应速率有影响,能表明这种影响因素的实验还有 (填实验序号)。 (2)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 。该实验说明 ,则反应速率越快; (3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因: 。 |
过量的铁粉与100 mL 0.1 mol/L的稀盐酸反应,反应速率太快。为了降低此反应速率而不改变产生H2的量,可以使用如下方法中的( ) ①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入过量浓硫酸 ④加少量的CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴加几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10 mL 1 mol/L的盐酸 |
已知锌与稀硫酸反应为放热反应,某学生为了探究其反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:
时间(min)
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 氢气体积(mL)
| 30
| 120
| 280
| 350
| 370
| 反应速率最大的(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)时间段为 。原因是 。 ②反应速率最小的时间段为 ,原因是 (2)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。 A.蒸馏水 B.CuCl2溶液 C.NaCl溶液 你认为他的做法可行的是 (填相应字母);做法不可行的是 (填相应字母),做法不可行的理由是 。 |
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