题目内容

为探究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：

定性分析：（1）如图甲所示可通过观察
两支试管中产生气泡的快慢
两支试管中产生气泡的快慢
，定性比较得出结论．
（2）有同学提出将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理，其理由是
消除阴离子不同对实验的干扰
消除阴离子不同对实验的干扰
．
（3）写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式：
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑
．
定量分析：如图乙所示，以实验时均生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．实验中需要测量的数据是：
产生40ml气体所需要的时间
产生40ml气体所需要的时间
．
分析：定性分析：（1）根据反应生成气体的快慢分析；
（2）根据阴阳离子判断；
（3）根据反应物、生成物、反应条件写出反应方程式．
定量分析：该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=
△V
△t
判断．
解答：解：定性分析：（1）该反应中产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断，故答案为：两支试管中产生气泡的快慢；
（2）氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，
故答案为：消除阴离子不同对实验的干扰；
（3）双氧水在二氧化锰作用下生成水和氧气，所以反应方程式为2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑，
故答案为：2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑；
定量分析：该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=
△V
△t
知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，
故答案为：产生40ml气体所需要的时间．
点评：本题考查了催化剂的作用及化学反应速率的影响因素等知识点，难度不大，要会分析将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理的理由．
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ．同学甲选用下图所示仪器制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是：
a→e→d→
c
c
→
b
b
→
h
h
→
j
j
→
g
g
．

Ⅱ．同学乙善于利用类比的方法学习，他根据已知资料：硝酸能把铁氧化成Fe（NO3）3，但当铁过量时，产物是Fe（NO3）2．提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当C12足量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2．为验证该观点是否正确，他将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃，取其表面生成物并分别编号为A、B，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：A是FeCl3；B是FeCl2．
（2）设计实验方案：分别取A、B的溶液均进行以下实验．请填写下表中的相应空格．
实验方法 实验现象 结论
分别向A、B溶液中加KSCN溶液
溶液变红色
溶液变红色
 固体物质中含有FeCl3
分别向KMnO4溶液中加入适量A、B溶液 KMnO4溶液颜色无明显变化 固体物质中不含
FeCl2
FeCl2
（3）根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式：
2Fe+3Cl2
 点燃 
.
 
2FeCl3
2Fe+3Cl2
 点燃 
.
 
2FeCl3
；
（4）实际应用：FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂，腐蚀后的废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2，同学们设计了从废液中回收Cu的方案：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤．在所得滤渣中加入足量的盐酸，充分反后，再过滤即得到铜．该方案涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为：
Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+
Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+
；请写出该方案涉及的反应的离子方程式：
2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑
2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe=Fe2++Cu、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑
．
类比是化学学习中常用的方法之一，已知硝酸能把铁氧化成Fe（NO3）3，但当铁过量时，产物是Fe（NO3）2．某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2．为验证此观点是否正确，该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃，取其表面生成物并分别编号为A、B，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：A是FeCl3，B是FeCl2．
（2）设计实验方案：分别取A、B的溶液均进行以下实验，但实验现象相同．请填写下表中的相应空格
实验方法 实验现象 结论
分别向A、B溶液中加KSCN溶液
溶液变红色
溶液变红色
 固体物质中FeCl3
分别向KMnO4溶液中加入适量A、B溶液 KMnO4溶液颜色无明显变化
固体物质中不含
FeCl2
FeCl2
（3）根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式
2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3
2Fe+3Cl2
  △  
.
 
FeCl3
．
（4）为进一步探究FeCl3溶液的性质，他又利用A溶液做了如下一些实验，其中明显错误的是
BD
BD
 （填写序号）．
A．将A溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，该液体能产生丁达尔现象
B．向A溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色加深
C．在A溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀
D．将A溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体
（5）FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂，写出反应的离子方程式
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
．腐蚀后的废液中含有FeCl2、FeCl3、CuCl2，某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收Cu的方案：
方案1：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤．在所得滤渣中加入足量的盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜，该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为：
Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+
Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+
．
方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1，用铜和石墨作电极进行电解，当观察到阴极上有少量气泡产生时，即停止电解，这时要回收的Cu已全部析出．该方案中铜作
阴
阴
极，该电极上所发生的电极反应为 （若有多个电极反应，请全部写出）
Fe3++e-=Fe2+，Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑
Fe3++e-=Fe2+，Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2↑
．方案2在电极上直接回收铜，操作上比方案1简便，但方案2也有不足之处，主要表现为：
产生污染性的气体氯气；使用了电解装置成本较高
产生污染性的气体氯气；使用了电解装置成本较高
．
氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂，油类脱硫剂等，为获得纯净的氧化铜并探究其性质，某同学查找了溶度积数据并通过计算得到有关信息（如表），用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：
物    质 Fe（OH）2 Cu（OH）2 Fe（OH）3
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4
㈠制备氧化铜
工业CuSO4
Ⅰ
Ⅱ
CuSO4溶液
Ⅲ
CuSO4?5H2O…CuO
（1）步骤Ⅰ的操作是加入水和少量硫酸溶解样品并过滤，目的是除去不溶性杂质，这一步骤中加酸的作用是
防止CuSO4等物质水解，以有助于样品的溶解
防止CuSO4等物质水解，以有助于样品的溶解
．
（2）步骤Ⅱ的操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；待反应完全后，慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1．
①这一步骤的目的是
将Fe2+转化为Fe3+并除去
将Fe2+转化为Fe3+并除去
，
②写出加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

③控制溶液pH=3.5的目的是
使Fe3+沉淀完全，并控制Cu2+不发生沉淀
使Fe3+沉淀完全，并控制Cu2+不发生沉淀
，
（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4?5H2O晶体，操作是
蒸发结晶过滤
蒸发结晶过滤
，水浴加热烘干所得固体．水浴加热的特点是
条件温和、受热均匀、最高温不超过100℃
条件温和、受热均匀、最高温不超过100℃
．
㈡探究氧化铜性质
（1）取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是
CuO对H2O2分解起了催化剂作用
CuO对H2O2分解起了催化剂作用
．
（2）为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器或装置为
BD
BD
．（填写序号）
类比是化学学习中常用的方法之一，已知硝酸能把铁氧化成Fe（NO3）3，但当铁过量时，产物是Fe（NO3）2．某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2．为验证该观点是否正确，该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃，取其表面生成物并分别编号为A、B，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：A是FeCl3，B是FeCl2．
（2）设计实验方案：
分别取A、B的溶液均进行以下实验，但实验现象相同．请填写下表中的相应空格．
实验方法 实验现象 结    论
分别向A、B溶液中加
KSCN溶液
 
 固体物质中有FeCl3
分别向KMnO4溶液中
加适量A、B溶液		 KMnO4溶液颜色无明显变化 固体物质中不含
 
（3）根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式：
 
．
（4）为进一步探究FeCl3溶液的性质，他又利用A溶液做了如下一些实验，其中明显错误的是：
 
．
A．将A溶液滴入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔现象
B．向A溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色加深
C．在A溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀
D．将A溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体
（5）实际应用：
①半导体、多媒体行业要用FeCl3溶液做印刷电路铜板腐蚀剂，请写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：
 
．
②腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+和Fe3+的浓度均为0.1mol/L，则溶液中Fe2+的浓度为
 
mol/L，原FeCl3溶液中Fe3+的浓度为
 
mol/L．
③请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤：
 
．
氢氧化物
开始沉淀时的pH		 氢氧化物
沉淀完全时的pH
Fe3+ 1.9 3.2
Fe2+ 7.0 9.0
Cu2+ 4.7 6.7
提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu
④某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显．请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀．
有关反应的化学方程式
 
、
 
．劣质不锈钢腐蚀的实验现象
 
．

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