6.H2O2是一種綠色氧化還原試劑,在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛.
(1)某化學(xué)活動(dòng)小組擬在同濃度Fe3+的催化下,探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響.所用試劑:30%H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO43、蒸餾水.
①寫出實(shí)驗(yàn)中H2O2分解反應(yīng)方程式:2H2O2$\frac{\underline{\;Fe_{2}(SO_{4})_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在不同H2O2濃度下,測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,或生成相同體積的氧氣所需時(shí)間的多少(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小).
③根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)要求,請(qǐng)將表格補(bǔ)充完整.

物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
0.1mol?L-1Fe2(SO43
的體積/mL
30% H2O2
的體積/mL
H2O
的體積/mL
10.51524.5mL
20.5309.5
④查閱資料,30%的H2O2的密度為1.13g/mL,若實(shí)驗(yàn)測得實(shí)驗(yàn)2中H2O2全部分解所需的時(shí)間為2min,則用H2O2表示該反應(yīng)在2min內(nèi)的平均速率為3.75mol?L-1?min-1(設(shè)溶液體積變化忽略不計(jì))
(2)利用圖2-(a)和(b)中的信息,按圖(c)裝置(連接的A、B瓶中已充有NO2氣體)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).可觀察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的深(填“深”或“淺”),其原因是由圖(a)可知H2O2分解為放熱反應(yīng),H2O2分解使B瓶中溫度升高,再由圖(b)可知反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g),也是放熱反應(yīng),升溫使平衡向左移動(dòng),C(NO2)增大,顏色加深.

分析 (1)①過氧化氫在硫酸鐵作催化劑條件下分解生成水與氧氣;
②反應(yīng)速率表示單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變化量,測定不同濃度的過氧化氫對(duì)反應(yīng)速率的影響,需要測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,或生成相同體積的氧氣所需時(shí)間的多少;
③測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,保證催化劑的濃度應(yīng)相同,故加入硫酸鐵溶液體積不變,溶液總體積不變,都為40mL,通過改變過氧化氫和水二者體積,根據(jù)相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積說明不同H2O2濃度對(duì)反應(yīng)速率影響;
④化學(xué)反應(yīng)速率等于變化的濃度除以變化的時(shí)間;
(2)由圖a可知,1mol過氧化氫總能量高于1mol水與0.5mol氧氣總能量,故過氧化氫分解是放熱反應(yīng),由圖b可知,2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量,故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以圖c中,右側(cè)燒杯的溫度高于左側(cè),升高溫度使2NO2(紅棕色)?N2O4(無色)△H<0,向逆反應(yīng)方向移動(dòng).

解答 解:(1)①過氧化氫在硫酸鐵作催化劑條件下分解生成水與氧氣,
故答案為:2H2O2 $\frac{\underline{\;Fe_{2}(SO_{4})_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
②反應(yīng)速率表示單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變化量,測定不同濃度的過氧化氫對(duì)反應(yīng)速率的影響,需要測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,或生成相同體積的氧氣所需時(shí)間的多少,
故答案為:相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,或生成相同體積的氧氣所需時(shí)間的多少;
③測定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積多少,保證催化劑的濃度應(yīng)相同,故加入硫酸鐵溶液體積不變,溶液總體積不變,都為40mL,通過改變過氧化氫和水二者體積,根據(jù)相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積說明不同H2O2濃度對(duì)反應(yīng)速率影響,
故答案為:24.5mL;
④30%的H2O2的密度為1.13g/mL溶液的濃度為7.5mol/L,則反應(yīng)速率=7.5/2=3.75mol?L-1?min-1
故答案為:3.75mol?L-1?min-1;
(2)由圖a可知,1mol過氧化氫總能量高于1mol水與0.5mol氧氣總能量,故過氧化氫分解是放熱反應(yīng),由圖b可知,2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量,故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以圖c中,右側(cè)燒杯的溫度高于左側(cè),升高溫度使2NO2(紅棕色)?N2O4(無色)△H<0,向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即向生成NO2移動(dòng),故B瓶顏色更深,
故答案為:深;2NO2(紅棕色)?N2O4(無色),△H<0是放熱反應(yīng),且雙氧水的分解反應(yīng)也是放熱反應(yīng).當(dāng)右邊雙氧水分解時(shí)放出的熱量會(huì)使B瓶升溫,使瓶中反應(yīng)朝逆反應(yīng)方向移動(dòng),即向生成NO2移動(dòng),故B瓶顏色更深.

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)速率影響因素實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)等,側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),注意利用控制變量法測定外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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10.肼(N2H4)是一種重要的液態(tài)火箭燃料,具有弱堿性和強(qiáng)還原性.工業(yè)上利用尿素[CO(NH22]、NaC1O在NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)生成水合肼(N2H4•H2O)、Na2CO3等產(chǎn)物.請(qǐng)回答:
(1)上述生成水合肼的反應(yīng)中尿素是還原劑( 填“氧化劑”或“還原劑”),反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(NH22+NaClO+2NaOH=N2H4•H2O+Na2CO3+NaCl.
(2)肼與鹽酸反應(yīng)可生成N2H6C12,N2H6C12的水溶液顯酸性( 填“酸”或“堿”或“中”),用離子方程式表示其原因N2H62++2H2O?N2H4•2H2O+2H+
(3)查資料得,在高溫下肼可將鍋爐內(nèi)壁表面的鐵銹轉(zhuǎn)化為致密的氧化膜.取3.2g肼與96g該鐵銹樣品(可看作是Fe2O3)在高溫下恰好完全反應(yīng)生成氮?dú)獾犬a(chǎn)物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式3N2H4+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3N2+4Fe+6H2O.
若要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)上述反應(yīng)生成固體產(chǎn)物中的金屬離子,補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①所得固體溶入濃鹽酸中;
②先加入雙氧水、再加硫氰化鉀.

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11.分子式為C9H8O2的芳香族化合物中能與溴水反應(yīng),并能與NaHCO3溶液反應(yīng)的同分異構(gòu)體有幾種(不考慮立體異構(gòu))(  )
A.4B.5C.6D.7

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8.實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源對(duì)外供電.已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生的電極反應(yīng)如下:負(fù)極:Pb+SO42--2e-=PbSO4;正極:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O.反應(yīng)過程中生成的PbSO4由于不溶于水,附著在鉛電極或二氧化鉛電極上.若實(shí)驗(yàn)前鉛蓄電池的正、負(fù)極質(zhì)量相等,當(dāng)電路中通過0.4mol電子時(shí),鉛蓄電池兩極的質(zhì)量差等于( 。
A.3.2gB.6.4gC.9.6gD.12.8g

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1.氧化劑H2O2在反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物,被稱為綠色氧化劑,因而受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注.
Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響.在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)編號(hào)反應(yīng)物催化劑
10mL 2%H2O2溶液
10mL 5%H2O2溶液
10mL 5%H2O2溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL 5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響.
同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論.資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解.為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,你?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中)(填一種即可).
(2)實(shí)驗(yàn)③④⑤中,測得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示.分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率.

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11.下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是(  )
A.氮?dú)獾碾娮邮剑?img src="http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201604/79/781f3575.png" style="vertical-align:middle" />B.鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.中子數(shù)為16的磷原子:${\;}_{16}^{31}$PD.丙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CHCH2

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18.當(dāng)碳、氫、氧、氮等元素的相對(duì)原子量均取整數(shù)是,下列說法正確的是(  )
A.烴的相對(duì)分子量均為奇數(shù)
B.硝基化合物的相對(duì)分子量均是偶數(shù)
C.烴及烴的含氧衍生物的相對(duì)分子量均為偶數(shù)
D.酚、醛、氨基酸、酯的相對(duì)分子量均為奇數(shù)

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15.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如下圖所示.下列說法正確的是(  )
A.原子半徑的大小順序:rZ>rY>rX
B.Y的簡單氫化物水溶液呈酸性
C.Y的氫化物與W的氫化物不能發(fā)生反應(yīng)
D.X、Y、Z、W四種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物均能與強(qiáng)堿反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.為測定堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3z]的化學(xué)組成,研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.已知:堿式碳酸鈷受熱時(shí)可分解生成三種氧化物.

(1)按如圖所示裝置組裝好儀器,并檢查裝置氣密性;稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi),加熱,當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)將裝置中(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),停止加熱;打開活塞a,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘,通入空氣的目的是生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置.
(2)某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)中存在一個(gè)缺陷,該缺陷是未考慮空氣中的水蒸氣和二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.
(3)通過正確實(shí)驗(yàn)測得乙、丙裝置增重分別為0.36g、0.88g,則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO32
(4)CoCl2•6H2O常用作多彩水泥的添加劑.以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2•6H2O的一種工藝如下:

已知:25℃時(shí)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3
開始沉淀的pH2.37.57.63.4
完全沉淀的pH4.19.79.25.2
①凈化除雜時(shí),加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②加入CoCO3調(diào)pH為5.2~7.6,則操作I獲得的濾渣成分為Fe(OH)3和Al(OH)3;
③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的為抑制CoCl2的水解.

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