氧化剂H
2O
2在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ. 某实验小组以H
2O
2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号
| 反应物
| 催化剂
|
①
| 10 mL 2% H2O2溶液
| 无
|
②
| 10 mL 5% H2O2溶液
| 无
|
③
| 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL H2O
| 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
|
④
| 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL HCl溶液
| 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
|
⑤
| 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL NaOH溶液
| 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
|
(1)实验①和②的目的是___。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H
2O
2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是__________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如图1所示。分析该图能够得出的实验结论是____。
Ⅱ. MnO
2对H
2O
2的分解有催化作用,某实验小组对H
2O
2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H
2O
2分解速率的因素时记录的一组数据,将状态不同的0.1 g MnO
2分别加入盛有50 mL等浓度的H
2O
2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2状态
| 触摸试管情况
| 观察结果
| 反应完成所需时间
|
粉末状
| 很烫
| 剧烈反应,带火星的木条复燃
| 4 min
|
块状
| 微热
| 反应较慢,火星红亮但木条未复燃
| 30 min
|
(1)写出大试管中发生反应的化学方程式:__,该反应是____反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与____有关。
(3)实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图3所示。解释反应速率变化的原因:__,计算H
2O
2的初始物质的量浓度为____。(保留两位有效数字)