11.研究催化劑對化學反應有重要意義.為探究催化劑對雙氧水分解的催化效果,某研究小組做了如下實驗:
(1)甲同學欲用圖所示實驗來證明MnO2是H2O2分解反應的催化劑.該實驗不能(填“能”或“不能”)達到目的,原因是因為沒有確認MnO2的質(zhì)量和性質(zhì)是否改變.
(2)為探究MnO2的量對催化效果的影響,乙同學分別量取50mL 1% H2O2加入容器中,
在一定質(zhì)量范圍內(nèi),加入不同質(zhì)量的MnO2,測量所得氣體體積,數(shù)據(jù)如下:
MnO2的質(zhì)量/g0.10.20.4
40s末O2體積/mL496186
由此得出的結(jié)論是在一定質(zhì)量范圍內(nèi),MnO2質(zhì)量越大,反應速率越快,原因是固體質(zhì)量越大,其表面積也越大,故反應速率加快,催化效果更好.
(3)為分析Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應的催化效果,丙同學設(shè)計如下實驗(三支試管中均盛有10mL 5% H2O2 ):
試管
滴加試劑5滴0.1mol•L-1FeCl35滴0.1mol•L-1 CuCl25滴0.3mol•L-1 NaCl
產(chǎn)生氣泡情況較快產(chǎn)生細小氣泡緩慢產(chǎn)生細小氣泡無氣泡產(chǎn)生
結(jié)論是Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好,實驗Ⅲ的目的是對比實驗,證明Cl-對H2O2的分解沒有催化作用.
(4)①查閱資料得知:將作為催化劑的FeCl3溶液加入H2O2溶液后,溶液中會發(fā)生兩個氧化還原反應,且兩個反應中H2O2均參加了反應,試從催化劑的角度分析,這兩個
氧化還原反應的化學方程式分別是2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl和2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O(按反應發(fā)生的順序?qū)懀?br />②在上述實驗過程中,分別檢測出溶液中有二價錳、二價鐵和一價銅,由此得出選擇作為H2O2分解反應的催化劑需要滿足的條件是H2O2分解反應的催化劑具有氧化性,且其氧化性強于H2O2;催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑.

分析 (1)要證明MnO2是H2O2分解反應的催化劑,必須證明催化劑在反應前后的性質(zhì)和質(zhì)量不改變;
(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),二氧化錳質(zhì)量的增加,相同時間內(nèi)收集到氧氣的體積也相應增加,說明反應速率加快,從而得出結(jié)論;
(3)從所給的數(shù)據(jù)可知:試管Ⅰ、試管Ⅱ所用試劑的濃度、用量完全一樣,產(chǎn)生氣泡的快慢不一樣,說明不同催化劑對反應的催化效果不一樣,要對比Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應的催化效果,必須排除溶液中的陰離子是否有催化作用,試管Ⅲ就很好的解決了這個問題;
(4)①根據(jù)化合價的升降和催化劑會參加反應,但最終性質(zhì)和質(zhì)量不改變寫出反應方程式;
②二價錳、二價鐵和一價銅都是化合價降低得到的,說明二氧化錳、Fe3+、Cu2+得到電子,作氧化劑,將雙氧水氧化,還原得到的二價錳、二價鐵和一價銅又被雙氧水氧化成二氧化錳、Fe3+、Cu2+

解答 解:(1)要證明MnO2是H2O2分解反應的催化劑,必須證明催化劑在反應前后的性質(zhì)和質(zhì)量不改變,而甲同學沒有做這方面的實驗,所以不能達到目的,
故答案為:不能;因為沒有確認MnO2的質(zhì)量和性質(zhì)是否改變;
(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),在一定質(zhì)量范圍內(nèi),二氧化錳質(zhì)量的增加,相同時間內(nèi)收集到氧氣的體積也相應增加,說明反應速率加快,原因是在一定質(zhì)量范圍內(nèi),固體質(zhì)量越大,其表面積也越大,故反應速率加快,催化效果更好,
故答案為:在一定質(zhì)量范圍內(nèi),MnO2質(zhì)量越大,反應速率越快;固體質(zhì)量越大,其表面積也越大,故反應速率加快,催化效果更好;
(3)從所給的數(shù)據(jù)可知:試管Ⅰ、試管Ⅱ所用試劑的濃度、用量完全一樣,產(chǎn)生氣泡是試管Ⅰ快,試管Ⅱ慢,試管Ⅲ無氣泡產(chǎn)生,試管Ⅲ是一個對比實驗,說明Cl-對H2O2的分解沒有催化作用,從而得到Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好的結(jié)論,
故答案為:Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好;對比實驗,證明Cl-對H2O2的分解沒有催化作用;
(4)①根據(jù)化合價的升降和催化劑會參加反應,但最終性質(zhì)和質(zhì)量不改變寫出反應方程式,F(xiàn)eCl3和H2O2反應,F(xiàn)eCl3中鐵元素化合價降低,生成氯化亞鐵,雙氧水中氧元素化合價升高,生成氧氣,方程式為:2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl;FeCl3作催化劑,在第二個反應中重新生成,氯化亞鐵又被雙氧水氧化成氯化鐵,方程式為:2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O,
故答案為:2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl  2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O;
②二價錳、二價鐵和一價銅都是化合價降低得到的,說明二氧化錳、Fe3+、Cu2+得到電子,作氧化劑,將雙氧水氧化,還原得到的二價錳、二價鐵和一價銅又被雙氧水氧化成二氧化錳、Fe3+、Cu2+,由此得出選擇作為H2O2分解反應的催化劑需要滿足的條件是H2O2分解反應的催化劑具有氧化性,且其氧化性強于H2O2;催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑,
故答案為:H2O2分解反應的催化劑具有氧化性,且其氧化性強于H2O2;催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑.

點評 本題考查了催化劑在反應中起到的作用,以及催化劑的質(zhì)量大小對反應速率的影響探究,并考查了對比實驗的重要性,結(jié)合催化劑的特點分析催化機理,并對方程式進行推導,綜合性較強.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.下列說法正確的是( 。
A.接觸法制備硫酸主要的設(shè)備有沸騰爐、合成塔和吸收塔
B.工業(yè)制備硫酸中,尾氣二氧化硫使用NaOH溶液吸收的
C.工業(yè)制備硫酸中,三氧化硫用98.3%的濃硫酸吸收,目的是防止形成酸霧,以便使三氧化硫吸收完全
D.硫酸工業(yè)中,在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出熱量

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

19.有一包粉末可能含有K+、Fe3+、Al3+、Cl-、SO42-、CO32-中的若干種,現(xiàn)進行以下實驗:
(1)取少量固體,加入稀硝酸攪拌,固體全部溶解,沒有氣體放出;
(2)向(1)溶液中加入一定量Ba(OH)2溶液,生成有色沉淀,沉淀部分溶解.
(3)。2)中的有色沉淀加入足量的稀鹽酸后,沉淀全部溶解;
(4)重新取少量固體加入適量蒸餾水攪拌后,固體全部溶解,得到澄清溶液;
根據(jù)上述實驗,這包粉末中一定不含有的離子是CO32-、SO42-;肯定含有的離子是Fe3+、Al3+、Cl-;不能確定是否含有的離子是K+,可通過焰色反應來進一步確定該離子.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

6.已知A和B兩只試管的溶液中含有K+、Ag+、Mg2+、Cl-、NO3-、OH-六種離子,向A試管中滴加酚酞溶液呈紅色.請回答下列問題:
(1)A試管的溶液中含有上述離子有K+、OH-、Cl-;檢驗其中的陽離子可用的實驗方法是焰色反應實驗,
實驗的現(xiàn)象是透過藍色鈷玻璃有紫色火焰若向A溶液中加入鋁片寫出該化學反應的離子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
(2)向某試管中滴加稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀,則該試管為B(填A或B); 
(3)若向試管A的溶液中的陽離子組成的碳酸氫鹽溶液中,分別滴加鹽酸和少量Ba(OH)2,則反應的離子方程式分別為HCO3-+H+=H2O+CO2↑、Ba2++2HCO3-+2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.硫化氫在科研、生活及化學工業(yè)中均有重要應用.
(1)已知:H2S電離常數(shù):K1=1.3×10-7,K2=7.0×10 -15,在廢水處理領(lǐng)域中,H2S能使某些金屬離子生成難溶硫化物而除去.250C時,0.1mol.L-1H2S溶液pH為(取近似整數(shù))4;向含有0.020mol.L-lMn2+的廢水中通入一定量H2S氣體,調(diào)節(jié)溶液的pH=5,當HS-濃度為1.0×10-4mol•L一1時,Mn2+開始沉淀,則MnS的溶度積為2.8×10-13
(2)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣,在膜反應器中分離出H2.其反應為
2H2S(g)?2H2 (g)+S2 (g)△H1
已知:H2S(g)?H2(g)+S(g)△H2    2S(g)?S2 (g)△H3
則△H1=(用含△H2、△H3式子表示)
(3)在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行H2S分解實驗.以H2s起始濃度均為c mol•L-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果如圖1所示.圖中a曲線表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系,b曲線表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率.由圖可知:2H2 S(g)?2H2 (g)+S2 (g)△H1>0(填“>”、“<”或
“=”);在985℃時,該反應經(jīng)過時間t s達到平衡狀態(tài),反應速率v(H2)為$\frac{0.4c}{t}$,反應的平衡常數(shù)K為$\frac{0.8c}{9}$;H2S分解隨溫度升高,曲線b向曲線a逼近的原因是反應速率加快,達到平衡所需時間縮短.

(4)H2S廢氣可用足量燒堿溶液吸收,將吸收后的溶液加入如圖2所示電解池中進行電解,在陽極區(qū)可生成Sn2-.試寫出生成Sn2-的反應方程式(n-1)S+S2-═Sn2-

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

3.解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥撲炎痛可由化合物X、Y在一定條件下反應合成.下列有關(guān)敘述正確的是( 。
A.撲炎痛的分子式為C17H16NO5
B.可用FeCl3溶液檢驗撲炎痛中是否含有化合物Y
C.撲炎痛在酸性條件下水解最終可以得到3種物質(zhì)
D.1 mol撲炎痛與足量的NaOH溶液反應,最多消耗3 mol NaOH

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

20.己二酸是合成高分子化合物尼龍-66的原料.某學習小組擬在實驗室以環(huán)己醇為原料制備己二酸.反應原理如下:
3+8HNO3$\stackrel{一定條件}{→}$3HOOC(CH34COOH+8NO↑+7H2O
反應裝置(部分夾持裝置和加熱裝置已省略)如圖所示.
實驗步驟:
步驟1:在三頸瓶中加入16.0mL50%硝酸(ρ=1.31g•cm-3)和微量(0.01g)偏釩酸銨,三頸瓶的正口安裝電動攪拌器,兩側(cè)口分別安裝儀器a和b.用儀器a滴加5.3mL環(huán)己醇,儀器b另一端連接氣體吸收裝置,用燒堿作吸收溶液.
步驟2:首先將三頸瓶內(nèi)液體加熱到50℃左右,開動攪拌器,滴入環(huán)己醇(ρ=0.9624g•cm-3),使反應處于微沸狀態(tài).滴加完畢后于90℃左右水浴加熱20分鐘,至反應完畢.
步驟3:趁熱倒出三頸瓶中的混合液于燒杯內(nèi),將燒杯靜置于冰水浴中冷卻析出產(chǎn)品,過濾,用少量冷水洗滌,干燥后稱重.
步驟4:將粗產(chǎn)品在水中進行重結(jié)晶操作,最終得到5.6g產(chǎn)品.
請回答下列問題:
(1)使用儀器b的目的是起冷凝、回流作用;向三頸瓶中加入環(huán)己醇的操作是先打開分液漏斗上口的塞子,再打開活塞,緩慢滴入環(huán)己醇.
(2)如果向三頸瓶種快速一次性加入環(huán)己醇,產(chǎn)率會減小(填“增大”、“減小”或“不變”,下同);本實驗若用發(fā)煙硝酸替代50%硝酸,產(chǎn)率會減。
(3)下列有關(guān)加入偏釩酸銨的說法合理的是C.
A.避免副產(chǎn)品生成        B.提高產(chǎn)品的產(chǎn)率
C.提高合成產(chǎn)品的速率    D.防加熱時溶液暴沸
(4)步驟3中用“冷水”洗滌,不用熱水洗滌,其目的是己二酸隨著溫度的降低溶解度減小,用“冷水”洗滌己二酸減少溶解,熱水洗滌己二酸會溶解.
(5)燒堿溶液吸收空氣的尾氣,最終只生成一種最高價態(tài)鹽.寫出該反應的離子方程式:4NO+3O2+4OH-=4NO3-+2H2O.
(6)該實驗的產(chǎn)率約為73.2%.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

1.某烷烴的相對分子質(zhì)量為72,跟氯氣發(fā)生取代反應所得的一氯取代物沒有同分異構(gòu)體,這種烷烴是( 。
A.CH3CH2CH2CH2CH3B.C.D.

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同步練習冊答案