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為探究催化劑對(duì)雙氧水分解的催化效果,某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)為分析Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果,甲同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(三支試管中均盛有10 mL 5% H2O2 ):
試管
滴加試劑 5滴0.1mol/L FeCl3 5滴0.1mol/L CuCl2 5滴0.3 mol/L NaCl
產(chǎn)生氣泡情況 較快產(chǎn)生細(xì)小氣泡 緩慢產(chǎn)生細(xì)小氣泡 無(wú)氣泡產(chǎn)生
①實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好
Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好
。
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是
對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明NaCl對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用
對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明NaCl對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用
。
(2)為分析不同微粒對(duì)H2O2分解的催化作用,乙同學(xué)向四支盛有10mL5% H2O2的試管中滴加不同溶液,實(shí)驗(yàn)記錄如下:
試管

滴加試劑
2滴1mol/L
 Na2SO4
2滴1mol/L 
CuSO4
2滴1mol/L
 CuSO4和2滴1mol/L NaCl
2滴1mol/L CuSO4和4滴1mol/L NaCl
產(chǎn)生氣泡情況 無(wú)氣泡產(chǎn)生 均產(chǎn)生氣泡,且氣泡速率從Ⅱ到Ⅳ依次加快
結(jié)合實(shí)驗(yàn)(1)的Ⅲ,實(shí)驗(yàn)(2)可得出的結(jié)論是
Na+、Cl-、
SO
2
-
4
對(duì)H2O2分解沒(méi)有催化作用,Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時(shí)對(duì)H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強(qiáng)
Na+、Cl-
SO
2
-
4
對(duì)H2O2分解沒(méi)有催化作用,Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時(shí)對(duì)H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強(qiáng)
。
(3)丙同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)中Fe3+催化H2O2分解反應(yīng)的機(jī)理產(chǎn)生了興趣。查閱資料:Fe3+催化H2O2分解反應(yīng)時(shí)發(fā)生了兩步氧化還原反應(yīng):
ⅰ.2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+;ⅱ.……
①ii的離子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
。
②該小組同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)方案了證實(shí)上述催化過(guò)程。請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
a.取2 mL 5%H2O2溶液于試管中,滴加5滴0.1mol/L FeCl3溶液,充分振蕩,迅速產(chǎn)生氣泡,
滴加K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀
滴加K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀
,證明反應(yīng)ⅰ的發(fā)生。
b.另取2mL 5%H2O2溶液于試管中,滴加
5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振蕩,滴加幾滴KSCN溶液,變?yōu)榧t色
5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振蕩,滴加幾滴KSCN溶液,變?yōu)榧t色
,證明反應(yīng)ⅱ的發(fā)生。
③H2O2溶液中無(wú)FeCl3時(shí)“反應(yīng)過(guò)程-能量”示意圖如圖所示,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出H2O2溶液中加入FeCl3后,對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)過(guò)程-能量”圖
。

【答案】Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好;對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明NaCl對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用;Na+、Cl-、
SO
2
-
4
對(duì)H2O2分解沒(méi)有催化作用,Cu2+對(duì)H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時(shí)對(duì)H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強(qiáng);2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;滴加K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀;5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振蕩,滴加幾滴KSCN溶液,變?yōu)榧t色;
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:18引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用方法之一,如圖所示實(shí)驗(yàn)探究影響反應(yīng)速率的因素是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:43引用:3難度:0.6
  • 2.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物.現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響.實(shí)驗(yàn)中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K下設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)(其余實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)下表):
    實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td> T/K pH c/10-3mol?L-1
    H2O2 Fe2+
    為以下實(shí)驗(yàn)作參照物 298 3 6.0 0.30
    探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 313 3 6.0 0.30
    298 10 6.0 0.30
    (1)編號(hào)③的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?!--BA-->
     

    (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同實(shí)驗(yàn)編號(hào)中p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示.請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①曲線,計(jì)算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=
     

    (3)實(shí)驗(yàn)①②表明,溫度與該降解反應(yīng)速率的關(guān)系是
     

    (二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k為常數(shù))
    (4)請(qǐng)分析下表提供的數(shù)據(jù)回答以下問(wèn)題:
    c(I-)/(mol?L-1 c(Fe3+)/(mol?L-1 v/(mol?L-1?s-1
    (1) 0.20 0.80 0.032k
    (2) 0.60 0.40 0.144k
    (3) 0.80 0.20 0.128k
    ①在v=kcm(I-)cn(Fe3+)中,m、n的值為
     
    .(選填A(yù)、B、C、D)
    A.m=1,n=1        B.m=1,n=2       C.m=2,n=1    D.m=2,n=2
    ②I-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
     
    Fe3+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響(填“<”、“>”或“=”).
    (三)一定溫度下,反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0,該溫度下將2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容積為2L的密閉容器中反應(yīng).請(qǐng)通過(guò)計(jì)算回答:
    (5)v(正)
     
    v(逆)(填“>”、“<”或“=”);若將5mol FeO、4mol CO加入同樣的容器中,在相同溫度下達(dá)到平衡,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為
     

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:19引用:2難度:0.5
  • 3.為探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,某研究小組設(shè)計(jì)了如下五個(gè)實(shí)驗(yàn)。按要求回答下列問(wèn)題(已知:Cu2+、Fe3+對(duì)H2O2的分解起催化作用)。

    (1)為探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)
     
    (填序號(hào),下同),選擇的依據(jù)是
     
    。
    (2)為探究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,同時(shí)探究催化劑不同催化效果不同,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)
     
    。
    (3)通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)⑤比實(shí)驗(yàn)③現(xiàn)象明顯,其原因是
     

    (4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),用H2O2快速制取少量O2,可采取的三條措施為
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:7引用:5難度:0.5
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