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2006 年第三屆全國高級中學化學科能力競賽
實驗決賽
共
3 頁
雙氧水（H
2
O
2
）可進行分解反應，產生氧氣及水，如下式：
H
2
O
2
（aq
）Æ H
2
O
（l
）+ O
2
（g
）Ç
在常溫下，其反應速率非常緩慢；當有催化劑存在時，其反應速率可大幅提
高。常見的催化劑包括
I
-
, Br
-
, Fe
2+
/Fe
3+
等。本次競賽要各位針對雙氧水的催
化分解反應來設計實驗。
Part I：請自行設計實驗，測定在室溫下，以 KI 催化分解雙氧水反應中，
H
2
O
2
與
I
−
的反應級數及反應速率常數，請於答案卷中，報告實驗結果並
詳述實驗及數據分析過程，否則不予計分。
H
2
O
2
（aq
）H
2
O
（l
）+ O
2
（g
）Ç
Part II：請合成錯合物[Fe(trien)(OH)
2
]
+
註1
，所得產物乾燥後，計算其產率。
產物在開始實驗
3 小時後，和濾紙一併繳回評分（無須將產物刮下）。計
分方式將以純度及產物重量計分。
I
−
（aq
）1
2
1
2
Fe
OH
OH
NH
NH
NH
2
NH
2
+
[Fe(trien)(OH)
2
]
+
(深咖啡色
)
H
2
N
N
H
N
H
NH
2
【註1：trien : 三乙烯四胺，結構如下所示】
2
Part III：交產物時，向監考官領取鐵錯合物。此錯合物亦可催化分解雙氧
水。請自行設計實驗來測量在室溫下，此鐵錯合物催化分解雙氧水
註2
，反
應開始到
60 秒內的平均反應速率
註3
。請於答案卷中，詳述實驗過程及數
據分析，否則不予給分。
起始反應濃度如下：
H
2
O
2
濃度： 7.8 M
。
鐵錯合物的濃度：7.8 x 10
-3
M。
HCl 濃度：0.24 M。
【註 2：請於均勻相中進行催化反應。】
【註 3：平均速率以－U[H
2
O
2
] /Ut 表示，單位用 Mxs
-1
。】
附錄一：
今日之壓力，請看白板。
溫度 (°C) 水蒸氣壓 (mmHg)
溫度 (°C) 水蒸氣壓 (mmHg)
10 9.2 25 23.8
15 12.8 26 25.2
16 13.6 27 26.7
17 14.5 28 28.3
18 15.5 29 30.0
19 16.5 30 31.8
20 17.5 35 42.2
21 18.6 40 55.3
22 19.8 45 71.9
23 21.1 50 92.5
24 22.4
3
附錄二：元素週期表 / Periodic Table Of Elements
H 氫 1 1.0079 He 氦 2 4.003 Li 鋰 3 6.941 Be 鈹 4 9.012 B 硼 5 10.811 C 碳 6 12.011 N 氮 7 14.007 O 氧 8 15.999 F 氟 9 18.998 Ne 氖 10 20.180 Na 鈉 11 22.990 Mg 鎂 12 24.305 表示範例 元素系列 非鐵金屬 半鐵金屬 Li 元素符號 強鹼金屬 基礎金屬 鋰 元素名稱 含鹼金屬 鹵素 3 原子序 過渡金屬 貴重氣體 6.941 原子量 稀土族 預料元素 Al 鋁 13 26.982 Si 矽 14 28.086 P 磷 15 30.974 S 硫 16 32.066 Cl 氯 17 35.453 Ar 氬 18 39.948 K 鉀 19 39.098 Ca 鈣 20 40.078 Sc 鈧 21 44.95 Ti 鈦 22 47.88 V 釩 23 50.942 Cr 鉻 24 51.996 Mn 錳 25 54.938 Fe 鐵 26 55.847 Co 鈷 27 58.933 Ni 鎳 28 58.693 Cu 銅 29 63.546 Zn 鋅 30 65.39 Ga 鎵 31 69.723 Ge 鍺 32 72.61 As 砷 33 74.992 Se 硒 34 78.96 Br 溴 35 79.904 Kr 氪 36 83.80 Rb 銣 37 85.468 Sr 鍶 38 87.62 Y 釔 39 88.906 Zr 鋯 40 91.224 Nb 鈮 41 92.906 Mo 鉬 42 95.94 Tc 鎝 43 98.906 Ru 釕 44 101.07 Rh 銠 45 102.91 Pd 鈀 46 106.42 Ag 銀 47 107.87 Cd 鎘 48 112.41 In 銦 49 114.82 Sn 錫 50 118.71 Sb 銻 51 121.76 Te 碲 52 127.60 I 碘 53 126.90 Xe 氙 54 131.29 Cs 銫 55 132.91 Ba 鋇 56 137.33 Lu 鎦 71 174.97 Hf 鉿 72 178.49 Ta 鉭 73 180.95 W 鎢 74 183.85 Re 錸 75 186.21 Os 鋨 76 190.2 Ir 銥 77 192.22 Pt 鉑 78 195.08 Au 金 79 196.97 Hg 汞 80 200.59 Tl 鉈 81 204.38 Pb 鉛 82 207.2 Bi 鉍 83 208.98 Po 釙 84 209 At 砈 85 210 Rn 氡 86 222 Fr 鍅 87 223 Ra 鐳 88 226 Lw 103 Unq 104 Unp 105 Unh 106 Uns 107 Uno 108 Une 109 Uun 110 Uuu 111 Uub 112 Uut 113 Uuq 114 Uup 115 Uuh 116 Uus 117 Uuo 118 La 鑭 57 138.91 Ce 鈰 58 140.12 Pr 鐠 59 140.91 Nd 釹 60 144.24 Pm 鉕 61 146.92 Sm 釤 62 150.36 Eu 銪 63 151.97 Gd 釓 64 157.25 Tb 鋱 65 158.93 Dy 鏑 66 162.50 Ho 鈥 67 164.93 Er 鉺 68 167.26 Tm 銩 69 168.93 Yb 鐿 70 173.04 Ac 錒 89 227 Th 釷 90 232.04 Pa 鏷 91 231.04 U 鈾 92 238.03 Np 錼 93 237.05 Pu 鈽 94 244 Am 鋂 95 243 Cm 鋦 96 247 Bk 鉳 97 247 Cf 鉲 98 251 Es 鑀 99 252 Fm 鐨 100 257 Md 鍆 101 258 No 鍩 102 259
