某小组同学探究Cu和H2O2的反应。
【猜想预测】
猜想1:Cu与H2O2不发生反应;
猜想2:Cu与H2O2可能发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂。
【实验探究】
实验ⅰ:向装有0.5g Cu的烧杯中加入20mL 30% H2O2溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)通过该实验证明了猜想2成立,写出该反应的化学方程式:Cu+H2O2=Cu(OH)2↓Cu+H2O2=Cu(OH)2↓。
【继续探究】
针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
资料:Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+为深蓝色;Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
装置 | 序号 | 试剂a | 现象 |
![]() |
ⅱ | 20mL 30% H2O2与4mL 5mol/L H2SO4混合液 | Cu表面很快生产少量气泡,溶液逐渐变蓝,产生较多气泡 |
ⅲ | 20mL 30% H2O2与4mL 5mol/L氨水混合液 | 溶液立即变为深蓝色,产生大量气泡,Cu表面有少量蓝色不溶物 |
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
(用化学用语解释);经检验产生的气体为氧气,产生氧气的原因是 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
产生的铜离子催化了过氧化氢分解
。(3)对比实验ⅰ和ⅲ,为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
该实验的结论:
加入氨水,提高了Cu的还原性
加入氨水,提高了Cu的还原性
。利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性,导致Cu溶解速率加快。(4)对比实验ⅱ和ⅲ,实验ⅲ中产生氧气速率明显更快,可能的原因是
Cu(NH3)42+对H2O2分解有很好的催化作用
Cu(NH3)42+对H2O2分解有很好的催化作用
。(5)实验ⅲ有少量蓝色不溶物,小组同学加入少量NH4Cl可使其溶解,结合文字和化学用语解释不溶物溶解的原因:
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,则Cu2++4NH3⇌Cu(NH3)42+正向移动使c(Cu2+)减小,Cu(OH)2(aq)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,无沉淀
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,则Cu2++4NH3⇌Cu(NH3)42+正向移动使c(Cu2+)减小,Cu(OH)2(aq)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,无沉淀
。(6)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有
酸碱性、产物微粒的种类
酸碱性、产物微粒的种类
。【考点】探究影响化学反应速率的因素.
【答案】Cu+H2O2=Cu(OH)2↓;Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;产生的铜离子催化了过氧化氢分解;加入氨水,提高了Cu的还原性;Cu(NH3)42+对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,则Cu2++4NH3⇌Cu(NH3)42+正向移动使c(Cu2+)减小,Cu(OH)2(aq)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq)正移,沉淀溶解,无沉淀;酸碱性、产物微粒的种类
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:51引用:5难度:0.4
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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:43引用:3难度:0.6 -
2.(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+ ① 为以下实验作参照物 298 3 6.0 0.30 ② 探究温度对降解反应速率的影响 313 3 6.0 0.30 ③ 298 10 6.0 0.30
(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
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
(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)发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.5 -
3.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
(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