某小組同學(xué)探究Cu和H2O2的反應(yīng)。
【猜想預(yù)測(cè)】
猜想1:Cu與H2O2不發(fā)生反應(yīng);
猜想2:Cu與H2O2可能發(fā)生氧化還原反應(yīng),H2O2作氧化劑。
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)?。合蜓b有0.5g Cu的燒杯中加入20mL 30% H2O2溶液,一段時(shí)間內(nèi)無明顯現(xiàn)象,10小時(shí)后,溶液中有少量藍(lán)色渾濁,Cu片表面附著少量藍(lán)色固體。
(1)通過該實(shí)驗(yàn)證明了猜想2成立,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+H2O2=Cu(OH)2↓Cu+H2O2=Cu(OH)2↓。
【繼續(xù)探究】
針對(duì)該反應(yīng)速率較慢,小組同學(xué)查閱資料,設(shè)計(jì)并完成了下列實(shí)驗(yàn)。
資料:Cu2++4NH3?[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+為深藍(lán)色;Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍(lán)色溶液。
裝置 | 序號(hào) | 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(chǎn)少量氣泡,溶液逐漸變藍(lán),產(chǎn)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{(lán)色,產(chǎn)生大量氣泡,Cu表面有少量藍(lán)色不溶物 |
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(用化學(xué)用語解釋);經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體為氧氣,產(chǎn)生氧氣的原因是 產(chǎn)生的銅離子催化了過氧化氫分解
產(chǎn)生的銅離子催化了過氧化氫分解
。(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)ⅰ和ⅲ,為探究氨水對(duì)Cu的還原性或H2O2氧化性的影響,該同學(xué)利用如圖裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
已知:電壓大小反映了物質(zhì)氧化還原性強(qiáng)弱的差異;物質(zhì)氧化性與還原性強(qiáng)弱差異越大,電壓越大。
a.K閉合時(shí),電壓為x。
b.向U型管右側(cè)溶液中滴加氨水后,電壓不變。
c.繼續(xù)向U型管左側(cè)溶液中滴加氨水后,電壓增大了y。
該實(shí)驗(yàn)的結(jié)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(qiáng)可提高H2O2的氧化性,導(dǎo)致Cu溶解速率加快。(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)ⅱ和ⅲ,實(shí)驗(yàn)ⅲ中產(chǎn)生氧氣速率明顯更快,可能的原因是
Cu(NH3)42+對(duì)H2O2分解有很好的催化作用
Cu(NH3)42+對(duì)H2O2分解有很好的催化作用
。(5)實(shí)驗(yàn)ⅲ有少量藍(lán)色不溶物,小組同學(xué)加入少量NH4Cl可使其溶解,結(jié)合文字和化學(xué)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(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn),影響Cu與H2O2反應(yīng)速率的因素有
酸堿性、產(chǎn)物微粒的種類
酸堿性、產(chǎn)物微粒的種類
。【考點(diǎn)】探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素.
【答案】Cu+H2O2=Cu(OH)2↓;Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;產(chǎn)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(duì)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(dòng)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(chǎn)物微粒的種類
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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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(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: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(jì)了如下五個(gè)實(shí)驗(yàn)。按要求回答下列問題(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)
(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 -
3.(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+ ① 為以下實(shí)驗(yàn)作參照物 298 3 6.0 0.30 ② 探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 313 3 6.0 0.30 ③ 298 10 6.0 0.30
(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(duì)反應(yīng)速率的影響
(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)通過計(jì)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
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