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為探究催化劑對雙氧水分解的催化效果,某研究小組做了如下實驗:
(1)為分析Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應(yīng)的催化效果,甲同學(xué)設(shè)計如下實驗(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)生細小氣泡 緩慢產(chǎn)生細小氣泡 無氣泡產(chǎn)生
①實驗結(jié)論是
Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好
Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好
。
②實驗Ⅲ的目的是
對比實驗,證明NaCl對H2O2的分解沒有催化作用
對比實驗,證明NaCl對H2O2的分解沒有催化作用

(2)為分析不同微粒對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,實驗記錄如下:
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)合實驗(1)的Ⅲ,實驗(2)可得出的結(jié)論是
Na+、Cl-、
SO
2
-
4
對H2O2分解沒有催化作用,Cu2+對H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時對H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強
Na+、Cl-、
SO
2
-
4
對H2O2分解沒有催化作用,Cu2+對H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時對H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強

(3)丙同學(xué)對實驗中Fe3+催化H2O2分解反應(yīng)的機理產(chǎn)生了興趣。查閱資料:Fe3+催化H2O2分解反應(yīng)時發(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)利用下列實驗方案了證實上述催化過程。請將實驗方案補充完整。
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,生成藍色沉淀
滴加K3Fe(CN)6溶液,生成藍色沉淀
,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FeCl3時“反應(yīng)過程-能量”示意圖如圖所示,請在圖中畫出H2O2溶液中加入FeCl3后,對應(yīng)的“反應(yīng)過程-能量”圖
。

【答案】Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好;對比實驗,證明NaCl對H2O2的分解沒有催化作用;Na+、Cl-、
SO
2
-
4
對H2O2分解沒有催化作用,Cu2+對H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在時對H2O2分解有催化作用,且Cl-濃度越大催化效果越強;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;滴加K3Fe(CN)6溶液,生成藍色沉淀;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】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:17引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.控制變量法是化學(xué)實驗的常用方法之一,如圖所示實驗探究影響反應(yīng)速率的因素是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:42引用:3難度:0.6
  • 2.為探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,某研究小組設(shè)計了如下五個實驗。按要求回答下列問題(已知:Cu2+、Fe3+對H2O2的分解起催化作用)。

    (1)為探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實驗
     
    (填序號,下同),選擇的依據(jù)是
     
    。
    (2)為探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,同時探究催化劑不同催化效果不同,應(yīng)選擇實驗
     
    。
    (3)通過觀察發(fā)現(xiàn)實驗⑤比實驗③現(xiàn)象明顯,其原因是
     
    。
    (4)根據(jù)上述實驗,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
  • 3.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機物的工業(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)運用該方法降解有機污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響.實驗中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實驗溫度在298K或313K下設(shè)計如下對比實驗(其余實驗條件見下表):
    實驗序號 實驗?zāi)康?/td> T/K pH c/10-3mol?L-1
    H2O2 Fe2+
    為以下實驗作參照物 298 3 6.0 0.30
    探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響 313 3 6.0 0.30
    298 10 6.0 0.30
    (1)編號③的實驗?zāi)康氖?!--BA-->
     

    (2)實驗測得不同實驗編號中p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示.請根據(jù)實驗①曲線,計算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=
     

    (3)實驗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)請分析下表提供的數(shù)據(jù)回答以下問題:
    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-濃度對反應(yīng)速率的影響
     
    Fe3+濃度對反應(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).請通過計算回答:
    (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
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