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为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做了如下实验:
(1)为分析Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H2O2 ):
试管
滴加试剂 5滴0.1mol/L FeCl3 5滴0.1mol/L CuCl2 5滴0.3 mol/L NaCl
产生气泡情况 较快产生细小气泡 缓慢产生细小气泡 无气泡产生
①实验结论是
Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好
Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好

②实验Ⅲ的目的是
对比实验,证明NaCl对H2O2的分解没有催化作用
对比实验,证明NaCl对H2O2的分解没有催化作用

(2)为分析不同微粒对H2O2分解的催化作用,乙同学向四支盛有10mL5% H2O2的试管中滴加不同溶液,实验记录如下:
试管

滴加试剂
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
产生气泡情况 无气泡产生 均产生气泡,且气泡速率从Ⅱ到Ⅳ依次加快
结合实验(1)的Ⅲ,实验(2)可得出的结论是
Na+、Cl-
SO
2
-
4
对H2O2分解没有催化作用,Cu2+对H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在时对H2O2分解有催化作用,且Cl-浓度越大催化效果越强
Na+、Cl-
SO
2
-
4
对H2O2分解没有催化作用,Cu2+对H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在时对H2O2分解有催化作用,且Cl-浓度越大催化效果越强

(3)丙同学对实验中Fe3+催化H2O2分解反应的机理产生了兴趣。查阅资料:Fe3+催化H2O2分解反应时发生了两步氧化还原反应:
ⅰ.2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+;ⅱ.……
①ii的离子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O

②该小组同学利用下列实验方案了证实上述催化过程。请将实验方案补充完整。
a.取2 mL 5%H2O2溶液于试管中,滴加5滴0.1mol/L FeCl3溶液,充分振荡,迅速产生气泡,
滴加K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀
滴加K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀
,证明反应ⅰ的发生。
b.另取2mL 5%H2O2溶液于试管中,滴加
5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振荡,滴加几滴KSCN溶液,变为红色
5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振荡,滴加几滴KSCN溶液,变为红色
,证明反应ⅱ的发生。
③H2O2溶液中无FeCl3时“反应过程-能量”示意图如图所示,请在图中画出H2O2溶液中加入FeCl3后,对应的“反应过程-能量”图

【答案】Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好;对比实验,证明NaCl对H2O2的分解没有催化作用;Na+、Cl-
SO
2
-
4
对H2O2分解没有催化作用,Cu2+对H2O2分解有催化作用,Cl-在Cu2+存在时对H2O2分解有催化作用,且Cl-浓度越大催化效果越强;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;滴加K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;5滴0.1mol/LFeCl2溶液,充分振荡,滴加几滴KSCN溶液,变为红色;
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:2难度:0.5
相似题
  • 1.控制变量法是化学实验的常用方法之一,如图所示实验探究影响反应速率的因素是(  )

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:44引用:3难度:0.6
  • 2.为探究影响化学反应速率的因素,某研究小组设计了如下五个实验。按要求回答下列问题(已知:Cu2+、Fe3+对H2O2的分解起催化作用)。

    (1)为探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验
     
    (填序号,下同),选择的依据是
     

    (2)为探究催化剂对化学反应速率的影响,同时探究催化剂不同催化效果不同,应选择实验
     

    (3)通过观察发现实验⑤比实验③现象明显,其原因是
     

    (4)根据上述实验,用H2O2快速制取少量O2,可采取的三条措施为
     

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:8引用:5难度:0.5
  • 3.(一)Fenton法常用于处理含有难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物.现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响.实验中控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K下设计如下对比实验(其余实验条件见下表):
    实验序号 实验目的 T/K pH c/10-3mol•L-1
    H2O2 Fe2+
    为以下实验作参照物 298 3 6.0 0.30
    探究温度对降解反应速率的影响 313 3 6.0 0.30
    298 10 6.0 0.30
    (1)编号③的实验目的是
     

    (2)实验测得不同实验编号中p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示.请根据实验①曲线,计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v(p-CP)=
     

    (3)实验①②表明,温度与该降解反应速率的关系是
     

    (二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反应为2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k为常数)
    (4)请分析下表提供的数据回答以下问题:
    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的值为
     
    .(选填A、B、C、D)
    A.m=1,n=1        B.m=1,n=2       C.m=2,n=1    D.m=2,n=2
    ②I-浓度对反应速率的影响
     
    Fe3+浓度对反应速率的影响(填“<”、“>”或“=”).
    (三)一定温度下,反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)的化学平衡常数为3.0,该温度下将2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容积为2L的密闭容器中反应.请通过计算回答:
    (5)v(正)
     
    v(逆)(填“>”、“<”或“=”);若将5mol FeO、4mol CO加入同样的容器中,在相同温度下达到平衡,则CO的平衡转化率为
     

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:20引用:2难度:0.5
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