题目内容
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察 现象,定性比较得出结论。有同学提出将Cu SO4改为CuCl2更为合理,其理由是 ,
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ,实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是 mL。
②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____>____>____>____。
③解释反应速率变化的原因 。
(1)单位时间内产生气泡的快慢; 消除阴离子不同对实验的干扰(控制变量的数量)
(2)分液漏斗; 产生40mL气体所需的时间
(3)① 60 ; ② D>C>B>A; ③随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减慢
【解析】(1)要比较反应的快慢,可以通过观察单位时间内产生气泡的快慢来实现。为了消除阴离子的不同对实验的干扰,采用氯化铜更合理。
(2)根据仪器的结构可知,是分液漏斗。可以通过测量 产生40mL气体所需的时间来比较反应速率大小。
(3)根据图像可知,当反应中产生60ml气体时,体积就不再发生变化,实验气体的总体积时60ml。根据纵坐标的体积差可知,A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 D>C>B>A。由于随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,甲、乙同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1) H2O2分解的化学方程式为 。
图一 图二
(2)图一所示实验能定性说明反应快慢的依据是 _______________________________;
图二所示实验能说明反应快慢的数据是____________________________________。
(3)① 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H= + 64.39 kJ/mol
2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g) △H= ﹣196. 46 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H= ﹣285. 84 kJ/mol
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+ 和H2O的热化学方程式为:
。
② 控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10% H2O2和3 .0 mol/L H2SO4的混
合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜平均溶解速率 (×10—3 mol·L-1·min-1) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因
是 。