题目内容
【题目】某实验小组以 H2O2 分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2 溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2 溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2 溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2 溶液+少量 HCl 溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2 溶液+少量 NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_____。
(2)实验①和②的目的是_________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下 H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_____。
(3)写出实验③的化学反应方程式:_____。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出的实验结论是_____。
【答案】(1)降低了活化能(2分)
(2)探究浓度对反应速率的影响 (2分)
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(2分)
(3)2H2O2O2↑+2H2O(2分)
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率 (2分)
【解析】
(1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率,故答案为:改变反应途径,降低了活化能;
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中),故答案为:探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中);
(3)过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气,该反应为2H2O22H2O+O2↑,故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
(4)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,故答案为:碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)。
已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是__________。
(2)写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式:______。
(3)步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过______;废渣中的主要成分除了LiF外,还有______。
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是______。
(5)在空气中加热5.49 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表。
温度范围/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加热到210 ℃时,固体质量减轻的原因是__________。
②经测定,加热到210~290 ℃过程中的生成物只有CO2