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某小組同學探究不同條件下H2O2與三價鉻(Cr)化合物的反應。
資料:ⅰ.Cr3+(墨綠色)、
C
r
O
-
2
(墨綠色)、Cr(OH)3(藍色)、
C
r
O
2
-
4
(黃色)、Cr2
O
2
-
7
(橙色)、[Cr(O24]3-(磚紅色)。
ⅱ.Cr2
O
2
-
7
+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+
ⅲ.H2O2?H++
HO
-
2
HO
-
2
?H++
O
2
-
2

室溫下,向0.1mol?L-1Cr2(SO43溶液中滴加H2SO4溶液或NaOH溶液分別配制不同pH的Cr(Ⅲ)溶液;取配制后的溶液各5mL,分別加入足量30%H2O2溶液。
實驗
加H2O2 pH 4.10 6.75 8.43 13.37
現象 墨綠色溶液 藍色濁液 藍色濁液 墨綠色溶液
加H2O2 現象 墨綠色溶液 黃綠色溶液 黃色溶液 磚紅色溶液
(1)結合加H2O2前的實驗現象,可推測Cr(OH)3具有
兩性
兩性
(填“堿性”、“酸性”或“兩性”)。
(2)實驗①中,加H2O2后無明顯現象的原因可能是
溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化
溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化

(3)實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是
實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色
實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色
。
(4)取實驗③中黃色溶液,加入一定量稀硫酸,可觀察到,溶液迅速變?yōu)槌壬?,最終變?yōu)榫G色,觀察到有無色氣體產生。結合化學用語解釋上述實驗現象
實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生
實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生
。
(5)已知[Cr(O24]3-中Cr為+5價。實驗④中,加入H2O2后發(fā)生反應的離子方程式為
Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2
Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2

(6)取少量實驗④的磚紅色溶液,加熱,隨著溫度的升高,溶液最終變?yōu)辄S色。針對溶液的顏色變化,該小組同學提出如下猜想。
猜想1:加熱條件下,[Cr(O24]3-發(fā)生自身氧化還原反應,生成
C
r
O
2
-
4
;
猜想2:
加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4
加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4

針對上述猜想,該小組同學另取少量實驗④的磚紅色溶液,
加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱
加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱
,溶液由磚紅色變?yōu)辄S色,由此得出猜想1成立。
(7)綜合以上實驗,影響H2O2與三價鉻化合物反應的因素除了pH,還有
溫度
溫度

【答案】兩性;溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化;實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色;實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生;Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2↑;加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4
;加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱;溫度
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/21 8:0:9組卷:58難度:0.5
相似題
  • 1.銅與濃硝酸反應生成NO2,濃硝酸變稀后生成NO(沸點為?151℃),某探究小組由這一實驗事實出發(fā),猜測碳與濃硝酸反應生成NO2,濃硝酸變稀后生成NO,并設計如圖所示裝置進行驗證(加熱和尾氣處理裝置、夾持儀器均已略去)。回答下列問題:
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    (1)儀器a的名稱為
     
    ;N2的作用除將裝置內空氣排盡外,還有
     
    。
    (2)打開彈簧夾1、2,在持續(xù)通入N2的條件下,先把碳加熱至紅熱后停止加熱,再緩慢滴入濃硝酸的原因為
     
    ;反應產生的氣體干燥后進入裝置C的冷卻瓶,氣體顏色變淺接近于無色,其原因為
     
    ;一段時間后,打開彈簧夾3,通入O2,冷卻瓶中氣體進入裝置D后氣體顏色仍無明顯變化,說明該小組的猜測
     
    (填“正確”或“錯誤”)。
    (3)該小組對上面裝置進行改進,驗證碳被濃硝酸氧化的產物為CO2(加熱裝置和夾持儀器已略去)。
    菁優(yōu)網
    已知:NO2能與NaOH溶液反應,NO不能與NaOH溶液反應。
    ①裝置F、G中的試劑可以分別選用
     
    、
     
    (填標號)。
    a.蒸餾水
    b.NaOH溶液
    c.Na2CO3溶液
    d.澄清石灰水
    ②裝置H中盛有NaOH溶液,向其中通入足量氧氣進行尾氣處理,生成NaNO3,該反應的離子方程式為
     

    發(fā)布:2024/11/5 8:0:2組卷:48引用:3難度:0.6
  • 2.Ⅰ:圖A為“人教版”教材制備乙酸乙酯的實驗裝置,某同學認為圖B裝置進行酯化反應效果比A要好,他的理由是
     

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    Ⅱ:為了研究同周期元素性質遞變規(guī)律,某同學設計了如下實驗方案:
    (1)表中的“實驗步驟”與“實驗現象”前后不是對應關系的是:
     

    實驗步驟 實驗現象
    ①將鎂條用砂紙打磨后,放入試管中,加入少量水后,加熱至水沸騰;再向溶液中滴加酚酞溶液 鎂浮在水面上,熔成小球,四處游動,發(fā)出“嘶嘶”聲,隨之消失,溶液變成紅色.
    ②在盛有冷水的燒杯中滴入幾滴酚酞溶液,再將一小塊金屬鈉放入其中 有氣體產生,溶液變成淺紅色
    ③將鎂條投入稀鹽酸中 劇烈反應,迅速產生大量無色氣體
    ④將鋁條投入稀鹽酸中 反應不十分劇烈;產生無色氣體
    ⑤向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量 生成白色膠狀沉淀,繼而沉淀消失
    (2)由上述實驗可得出的結論是:
     

    Ⅲ:某實驗小組欲探究碳與濃硝酸反應的情況.甲同學設計了圖1裝置,認為若有紅棕色氣體產生就說明碳與濃硝酸發(fā)生了反應.
    (1)甲同學的實驗應該在
     
    中進行,才符合化學實驗安全性的要求.
    (2)乙同學認為紅棕色氣體不一定是碳與濃硝酸發(fā)生反應而得,可能是濃硝酸受熱分解產生的紅棕色氣體,請寫出濃硝酸受熱分解的化學方程式
     
    ,所以他認為應該檢驗
     
    (填化學式)的產生來證明碳與濃硝酸反應.為此乙同學查閱相關資料得知“0℃時四氧化二氮為液體”,從而改進了實驗裝置如圖2所示.
    (3)為了減少干擾,對于A裝置有下面4種操作方案,其中最合理的是
     

    ①將木炭與濃硝酸一同放在裝置中加熱;②先加熱木炭,再將木炭投入冷濃硝酸;
    ③先加熱木炭,再加入冷濃硝酸;④先加熱濃硝酸,然后將木炭投入其中.
    (4)請用平衡移動原理解釋B裝置的作用
     
    (結合方程式與文字表述).
    (5)若同意碳與濃硝酸反應生成二氧化氮的觀點.將C裝置所得的懸濁液過濾、洗滌、干燥、冷卻、稱量,所得固體質量為m克,則被還原的HNO3的質量為:
     
    (列出計算表達式即可).(忽略空氣中二氧化碳的影響.相對原子質量:H 1  C 12  N 14  O 16  Ba 137)

    發(fā)布:2024/11/5 8:0:2組卷:12引用:1難度:0.1
  • 3.某實驗小組欲探究碳與濃硝酸反應的情況.甲同學設計了圖1裝置,認為若有紅棕色氣體產生就說明碳與濃硝酸發(fā)生了反應.
    (1)碳與濃硝酸反應的方程式
     
    甲同學的實驗應該在
     
    中進行,才符合化學實驗安全性的要求.
    (2)乙同學認為紅棕色氣體不一定是碳與濃硝酸發(fā)生反應而得,所以他認為甲同學觀點是錯誤的,他的理由是
     
    (用化學方程式表示),所以他認為應該檢驗
     
    (填化學式)的產生來證明碳與濃硝酸反應.為此乙同學查閱相關資料得知“0℃時四氧化二氮為液體”,從而改進了實驗裝置如圖2所示.
    (3)為了減少干擾,對于A裝置有下面4種操作方案,其中最合理的是(填寫數字序號)
     

    ①將木炭與濃硝酸一同放在裝置中加熱;②先加熱木炭,再將木炭投入冷濃硝酸.③先加熱木炭,再加入冷濃硝酸;④先加熱濃硝酸,然后將木炭投入其中;
    (4)請用平衡移動原理解釋B裝置的作用
     
    (結合方程式與文字表述).
    (5)C裝置中出現的現象是
     
    ,經檢測C的溶液中還含有少量氮元素,只以NO3-形式存在,寫出生成該離子的化學方程式
     

    菁優(yōu)網

    發(fā)布:2024/11/5 8:0:2組卷:9引用:1難度:0.5
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