某小組同學探究Cu和H2O2的反應。
【猜想預測】
猜想1:Cu與H2O2不發(fā)生反應;
猜想2:Cu與H2O2可能發(fā)生氧化還原反應,H2O2作氧化劑。
【實驗探究】
實驗?。合蜓b有0.5g Cu的燒杯中加入20mL 30% H2O2溶液,一段時間內無明顯現(xiàn)象,10小時后,溶液中有少量藍色渾濁,Cu片表面附著少量藍色固體。
(1)通過該實驗證明了猜想2成立,寫出該反應的化學方程式:Cu+H2O2=Cu(OH)2↓Cu+H2O2=Cu(OH)2↓。
【繼續(xù)探究】
針對該反應速率較慢,小組同學查閱資料,設計并完成了下列實驗。
資料:Cu2++4NH3?[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+為深藍色;Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍色溶液。
裝置 | 序號 | 試劑a | 現(xiàn)象 |
ⅱ | 20mL 30% H2O2與4mL 5mol/L H2SO4混合液 | Cu表面很快生產少量氣泡,溶液逐漸變藍,產生較多氣泡 | |
ⅲ | 20mL 30% H2O2與4mL 5mol/L氨水混合液 | 溶液立即變?yōu)樯钏{色,產生大量氣泡,Cu表面有少量藍色不溶物 |
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(用化學用語解釋);經檢驗產生的氣體為氧氣,產生氧氣的原因是 產生的銅離子催化了過氧化氫分解
產生的銅離子催化了過氧化氫分解
。(3)對比實驗ⅰ和ⅲ,為探究氨水對Cu的還原性或H2O2氧化性的影響,該同學利用如圖裝置繼續(xù)實驗。
已知:電壓大小反映了物質氧化還原性強弱的差異;物質氧化性與還原性強弱差異越大,電壓越大。
a.K閉合時,電壓為x。
b.向U型管右側溶液中滴加氨水后,電壓不變。
c.繼續(xù)向U型管左側溶液中滴加氨水后,電壓增大了y。
該實驗的結論:
加入氨水,提高了Cu的還原性
加入氨水,提高了Cu的還原性
。利用該方法也可證明酸性增強可提高H2O2的氧化性,導致Cu溶解速率加快。(4)對比實驗ⅱ和ⅲ,實驗ⅲ中產生氧氣速率明顯更快,可能的原因是
Cu(NH3)42+對H2O2分解有很好的催化作用
Cu(NH3)42+對H2O2分解有很好的催化作用
。(5)實驗ⅲ有少量藍色不溶物,小組同學加入少量NH4Cl可使其溶解,結合文字和化學用語解釋不溶物溶解的原因:
Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入少量NH4Cl,NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,平衡逆移,使c(NH3)增大,則Cu2++4NH3?Cu(NH3)42+正向移動使c(Cu2+)減小,Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,無沉淀
Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入少量NH4Cl,NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,平衡逆移,使c(NH3)增大,則Cu2++4NH3?Cu(NH3)42+正向移動使c(Cu2+)減小,Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,無沉淀
。(6)基于以上實驗,影響Cu與H2O2反應速率的因素有
酸堿性、產物微粒的種類
酸堿性、產物微粒的種類
。【考點】探究影響化學反應速率的因素.
【答案】Cu+H2O2=Cu(OH)2↓;Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;產生的銅離子催化了過氧化氫分解;加入氨水,提高了Cu的還原性;Cu(NH3)42+對H2O2分解有很好的催化作用;Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入少量NH4Cl,NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,平衡逆移,使c(NH3)增大,則Cu2++4NH3?Cu(NH3)42+正向移動使c(Cu2+)減小,Cu(OH)2(aq)?Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,無沉淀;酸堿性、產物微粒的種類
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:51引用:5難度:0.4
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1.控制變量法是化學實驗的常用方法之一,如圖所示實驗探究影響反應速率的因素是( )
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2.為探究影響化學反應速率的因素,某研究小組設計了如下五個實驗。按要求回答下列問題(已知:Cu2+、Fe3+對H2O2的分解起催化作用)。
(1)為探究溫度對化學反應速率的影響,應選擇實驗
(2)為探究催化劑對化學反應速率的影響,同時探究催化劑不同催化效果不同,應選擇實驗
(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,通常是在調節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產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,探究有關因素對該降解反應速率的影響.實驗中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實驗溫度在298K或313K下設計如下對比實驗(其余實驗條件見下表):
實驗序號 實驗目的 T/K pH c/10-3mol?L-1 H2O2 Fe2+ ① 為以下實驗作參照物 298 3 6.0 0.30 ② 探究溫度對降解反應速率的影響 313 3 6.0 0.30 ③ 298 10 6.0 0.30
(2)實驗測得不同實驗編號中p-CP的濃度隨時間變化的關系如圖所示.請根據(jù)實驗①曲線,計算降解反應在50-300s內的平均反應速率v(p-CP)=
(3)實驗①②表明,溫度與該降解反應速率的關系是
(二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應速率和I-、Fe3+的濃度關系為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
A.m=1,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=1 D.m=2,n=2
②I-濃度對反應速率的影響
(三)一定溫度下,反應FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學平衡常數(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.請通過計算回答:
(5)v(正)發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:19引用:2難度:0.5