用如下图所示的装置来测定镁与硫酸反应的速率,在锥形瓶中加入0.7克镁带,按右图连接好装置,从A中加入20.0ml0.5mol/LH2SO4。记录注射器活塞的位置和相应的时间。记录数据如下
116s |
分析表中数据回答下列问题:
①相同浓度的过氧化氢的分解速率随着MnO2用量的增加而_______(填“加快”、“减慢”或“不变”)。
②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入__________g的MnO2为较佳选择。
③该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的MnO2时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确?______(填“正确”或“不正确”),理由是_________________________。(提示:H2O2溶液的密度可认为近似相等。)
【答案】(1)将装置安装好后,关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞拉出一定距离,然后松开活塞,若活塞回到原位则气密性良好;或先将活塞位置固定好,然后从分液漏斗中加水,若水不能顺利流下,则装置气密性好。其他合理方案也可。
(2)分液漏斗
(3)t-2t镁与硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快
(4)①
②4
③收集相同体积的氧气所需时间(或相同时间产生氧气的体积)
(5)①加快
②0.3
③不正确H2O2的浓度扩大2倍(从1.5%-3.0%),但反应所需时间比其2倍小得多
【解析】(1)检查该装置气密性的方法是将装置安装好后,关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞拉出一定距离,然后松开活塞,若活塞回到原位则气密性良好;
(2)装置中仪器A的名称是分液漏斗;
(3)0-t时间段活塞移动8.3mL,t-2t时间段活塞移动11.0mL,化学反应速率最快的是t-2t时间段,原因是镁与硫酸反应放热,温度升高,反应速率加快;
(4)①H2O2分解反应方程式及电子转移的方向和数目为;
②为保证溶液的总体积相等,上表中需要添加的FeCl3溶液的体积为10+2+2-10=4ml;
③实验过程中可以通过测定收集相同体积的氧气所需时间(或相同时间产生氧气的体积)
来判断反应的速率大小;
(5)①浓度相等时,增加MnO2用量反应所需要的时间减小,说明反应速率随着MnO2用量的增加而加快;
②过多增加MnO2用量,速率并不完全成正比,则从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入0.3g的MnO2为较佳选择。
③不正确,理由是H2O2的浓度扩大2倍(从1.5%-3.0%),但反应所需时间比其2倍小得多。