Question

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

（1）实验①和②的目的是______，实验时由于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H₂O₂稳定，不易分解．为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是______．
（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）

Answer 1

（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：

60×10-3L

22.4L/mol

≈0.00268mol，根据反应关系式2H₂O₂～O₂可知，双氧水的物质的量浓度为：

0.00268mol×2

0.05L

≈0.11mol/L，
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．