H2O2是实验室常用的一种化学试剂.
I.某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下方案完成实验.
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10mL2%H2O2溶液 | 无 |
② | 10mL5%H2O2溶液 | 无 |
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 |
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1.分析图能1够得出的实验结论是______.
Ⅱ.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设计了如图2所示的实验装置进行实验.
(1)实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,则实验中需要测量的数据是______.
(2)加入0.1gmolMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示.解释反应速率变化的原因______,计算H2O2的初始物质的量浓度______.(保留两位有效数字)
(1)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中),
故答案为:探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中);
(2)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,
故答案为:碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率;
Ⅱ(1)实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,只要测定出收集40mL气体需要的时间,即可比较反应速率大小,
故答案为:产生40mL气体所需的时间;
(2)加入0.1gmolMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,随着反应的进行,双氧水的浓度会逐渐减小,所以反应速率逐渐减小,相同时间内收集到的氧气的体积会减少;反应到4min时,氧气的体积不再变化,说明双氧水反应完全,收集到了标况下60mL氧气,氧气的物质的量为:
≈0.00268mol,根据反应关系式2H2O2~O2可知,双氧水的物质的量浓度为:60×10-3L 22.4L/mol
≈0.11mol/L,0.00268mol×2 0.05L
故答案为:随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;0.11mol•L-1.