《2025年三维随堂精练高中化学必修第二册人教版》

12.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率的变化，在100 mL稀盐酸中加入足量的锌，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

（1）__________（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）min时间段反应速率最大，原因是____________________（填“反应物浓度增大”或“溶液温度升高”）。
（2）__________（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）min时间段反应速率最小，原因是____________________（填“反应物浓度减小”或“溶液温度降低”）。
（3）如果要减小反应速率而又不减少产生氢气的量，下列措施你认为可行的是__________。
A.加入蒸馏水
B.通入HCl气体
C.加入NaOH固体

答案： 解析 锌是足量的，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，温度逐渐升高，化学反应速率逐渐增大，反应一段时间以后，随着盐酸浓度的降低，反应速率又逐渐减小。计算反应速率的大小，可以根据单位时间内生成氢气的体积的多少来进行简便的计算。 答案 （1）2～3 溶液温度升高 （2）4～5 反应物浓度减小 （3）A

13.$H_{2}O_{2}$不稳定、易分解，$Fe^{3+}$、$Cu^{2+}$等对其分解起催化作用，为比较$Fe^{3+}$和$Cu^{2+}$对$H_{2}O_{2}$分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了如图甲、乙两种实验装置。

（1）若利用图甲装置，可通过观察____________________现象，从而定性比较得出结论。
（2）有同学提出将$FeCl_{3}$改为$Fe_{2}(SO_{4})_{3}$更为合理，其理由是____________________。
写出$H_{2}O_{2}$在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：____________________。
（3）若利用乙实验可进行定量分析，图乙中仪器A的名称为__________，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，实验中还需要测量的数据是____________________。
（4）将0.1 mol $MnO_{2}$粉末加入50 mL $H_{2}O_{2}$溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示，解释反应速率变化的原因：____________________。
$H_{2}O_{2}$初始物质的量浓度为__________（保留两位小数）。

答案： 解析 （1）通过产生气泡的快慢即可比较$Fe^{3+}$和$Cu^{2+}$对$H_{2}O_{2}$分解的催化效果（保持其他条件相同，只改变催化剂）。 （2）$FeCl_{3}$和$CuSO_{4}$中阴、阳离子都不相同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，$Fe_{2}(SO_{4})_{3}$和$CuSO_{4}$的阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰。 （3）通过计算分别用$Fe^{3+}$、$Cu^{2+}$催化时生成$O_{2}$的速率，来定量比较$Fe^{3+}$和$Cu^{2+}$对$H_{2}O_{2}$分解的催化效果，因此需要测量的数据是产生40 mL气体所需要的时间。 （4）由于随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率减小，最终生成氧气的体积是60 mL，即$0.0027mol$。根据$2H_{2}O_{2}\sim O_{2}$，$c(H_{2}O_{2})=0.0054mol\div0.05L = 0.11mol\cdot L^{-1}$。 答案 （1）产生气泡的快慢 （2）可以消除阴离子不同对实验的干扰 $2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$ （3）分液漏斗 产生40 mL气体所需的时间 （4）随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减小 $0.11mol\cdot L^{-1}$