题目内容

过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验.
Ⅰ.调查
(1)通过查阅资料,发现过氧化氢的沸点为152.1℃,而相对分子质量相同的硫化氢的沸点为-60.4℃,造成两者沸点差异大的主要原因是
过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键
过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键
;
(2)资料显示,过氧化氢制备目前最常用的是乙基蒽醌法,其主要过程可以用如图所示,写出此过程的总反应方程式是
H2+O2
 催化剂 
.
 
H2O2
H2+O2
 催化剂 
.
 
H2O2
.
Ⅱ.不稳定性实验研究
(3)为了探究温度、催化剂等外界条件对H2O2的分解速率的影响,某兴趣小组同学设计了如下三组实验,部分实验数据已经填在下面表中.
实验编号 T/℃ H2O2初始浓度/
mol?L-1
FeCl3初始浓度/
mol?L-1
Ⅰ 20 1.0
0
0
Ⅱ 50 1.0 0
Ⅲ 50
1.0
1.0
0.1
①实验Ⅰ、Ⅱ研究温度对分解速率的影响,则实验Ⅰ中FeCl3初始浓度应为
0
0
mol?L-1,实验Ⅱ、Ⅲ研究催化剂对分解速率的影响,则实验Ⅲ中H2O2初始浓度应为
1.0
1.0
mol?L-1.
②三组实验中分解速率最快的是
Ⅲ
Ⅲ
(填编号).
Ⅲ.过氧化氢含量的实验测定
兴趣小组同学用0.1000mol?L-1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量,反应原理为:2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2
(4)滴定到达终点的现象是
锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色
锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色
.
(5)用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的 KMnO4标准溶液体积如下表所示:
第一次 第二次 第三次 第四次
体积(mL) 17.10 18.10 18.00 17.90
计算试样中过氧化氢的浓度为
0.1800
0.1800
mol?L-1.
(6)若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果
偏高
偏高
 (“偏高”或“偏低”或“不变”).
分析:(1)过氧化氢分子间存在分子间氢键;
(2)乙基蒽醌作催化剂,氢气和氧气反应生成双氧水;
(3)①研究温度对分解速率的影响,实验Ⅰ、Ⅱ浓度应该相等;②研究催化剂对分解速率的影响,Ⅱ、Ⅲ中H2O2初始浓度相等;
(4)滴定前双氧水溶液颜色是无色,终点时高锰酸钾稍过量,溶液呈浅紫色;
(5)第一次滴定体积和其它三次差距过大,应该舍去,求出第二、三、四三次的平均值,根据反应求出过氧化氢的浓度;
(6)滴定前有气泡,消耗的高锰酸钾偏多,测定结果偏高.
解答:解:(1)由于过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键,所以两者沸点差异,
故答案为:过氧化氢分子间可以形成分子间氢键,而H2S不能形成氢键;
(2)通过图示可知,用乙基蒽醌作催化剂制取双氧水,反应为:H2+O2
 催化剂 
.
 
 H2O2,故答案为:H2+O2
 催化剂 
.
 
H2O2;
(3)①实验Ⅰ、Ⅱ研究温度对分解速率的影响,则实验Ⅰ中FeCl3初始浓度应和Ⅱ的浓度相等;实验Ⅱ、Ⅲ研究催化剂对分解速率的影响,则实验Ⅲ中H2O2初始浓度应和Ⅲ浓度相等,故答案为:0;1.0;
②温度越高,浓度越大,反应速率越快,故Ⅲ分解速度最快,故答案为:Ⅲ;
(4)滴定到达终点的现象是,锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色,
故答案为:锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色;
(5)由于第一次数据误差过大,故舍去;其它三组的平均值为 18.00ml,根据反应2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2,n(H2O2)=2.5×n(MnO4-)=2.5×0.1000mol?L-1×0.018L,c(H2O2)=
2.5×0.1×0,018
0.025
=0.1800 mol/L,故答案为:0.1800;
(6)滴定前尖嘴中有气泡,导致消耗的标准液偏大,测定结果偏高,故答案为:偏高.
点评:本题考查中和滴定、氢键的影响、浓度温度对平衡影响等知识,涉及内容较多,做题是建议耐心分析.
练习册系列答案
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(2011?奉贤区一模)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质.
Ⅰ.测定过氧化的含量
请填写下列空白:
(1)移取10.00mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL
容量瓶
容量瓶
(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀.移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样.
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关化学式前的系数及化学式填写在横线上.
2
2
MnO4-+
5
5
H2O2+
6
6
H+→
2
2
Mn2++
8
8
H2O+
502
502

(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入滴定管中,滴定到达终点的现象是
滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液呈紫红色,且30秒内不褪色
滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液呈紫红色,且30秒内不褪色
.
(4)重复滴定二次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
0.085cV
ρ
0.085cV
ρ
.
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果
偏高
偏高
(填“偏高”“偏低”“不变”).
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学举小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性.(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选.)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:(只要完成其中一项探究即可)
实 验 内 容 实 验 方 法 实 验 现 象
探究氧化性
取适量饱和硫化氢溶液于试管中,滴入
过氧化氢溶液.(取适量碘化钾淀粉溶液于试管中,加入过氧化氢溶液.)
取适量饱和硫化氢溶液于试管中,滴入
过氧化氢溶液.(取适量碘化钾淀粉溶液于试管中,加入过氧化氢溶液.)
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊.(溶液变蓝色.)
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊.(溶液变蓝色.)
或探究不稳定性
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,
用带火星的木条检验.(取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中.)
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,
用带火星的木条检验.(取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中.)
产生气泡,木条复燃.(溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生)
产生气泡,木条复燃.(溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生)
.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质.请填写下列空白:
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)移取10.00mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL
容量瓶
容量瓶
(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀.移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样.
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的化学方程式如下:5H2O2+2KMnO4+6HCl=2MnCl2+2KCl+5O2↑+8H2O
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入
酸式
酸式
(填“酸式”或“碱式”)滴定管中.滴定到达终点的现象是
滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈红色,且半分钟内不褪色
滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈红色,且半分钟内不褪色
.
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
17cv
2ρ
%
17cv
2ρ
%
.
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性.(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液,实验仪器及用品可自选.)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实 验 内 容 实 验 方 法 实 验 现 象
验证氧化性 取适量碘化钾淀粉溶液于试管中,加入过氧化氢溶液
溶液变蓝色
溶液变蓝色
验证不稳定性
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用带火星的木条检验
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用带火星的木条检验
产生气泡,木条复燃.
(2010?潮州二模)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,其水溶液又称双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定过氧化氢的含量,并探究过氧化氢的性质、用途.
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)移取10.00mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL 容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀.移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样.
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
17Cv
200ρ
17Cv
200ρ
.
(3)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”或“不变”).
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
(4)该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别验证过氧化氢的氧化性和不稳定性.(实验试剂只有:过氧化氢溶液、稀硫酸、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选.)请填写他们的实验方法和实验现象的表中空白:
实验内容 实验方法 实验现象
验证氧化性 取适量碘化钾淀粉溶液、稀硫酸于试管中,滴入过氧化氢溶液.(或:取适量饱和硫化氢溶液于试管中,滴入过氧化氢溶液.)
溶液变蓝色
溶液变蓝色
.
(或:
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊
 )
验证热不稳定性 取适量过氧化氢溶液于试管中,
稍微加热
稍微加热

用带火星的木条检验
用带火星的木条检验
.
产生气泡,带火星的木条复燃.
Ⅲ.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜
(5)印刷电路板金属粉末中的Cu在H2SO4与H2O2溶液中反应生成Cu2+和H2O的离子方程式为
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
.
(6)控制其他条件相同,印刷电路板的Cu用10%H2O2和3.0mol/L H2SO4的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率如下表:
温度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
     铜平均溶解速率
(×10-3mol?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
温度升高,H2O2分解速率加快
温度升高,H2O2分解速率加快
.
过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等.某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质.
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)取10.00mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL,移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样.用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,写出滴定过程中发生反应的离子方程式:
 
.
(2)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
 
.
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
(1)H2O2与铜的有关探究实验:
①将铜丝置于用硫酸酸化的H2O2溶液中,铜被迅速氧化,溶液变蓝;同时产生大量气体,经检测该气体能使余烬木条复燃,反应的离子方程式为:
 
.
②将铜丝置于H2O2溶液中,没有气泡产生,加热溶液时,观察到铜丝表面产生大量气体,且气体能使余烬木条复燃,在该变化中铜丝所起的作用是
 
,写出产生气体这一现象的反应的化学方程式
 
.
(2)将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混和液中,在导管口与混和液的接触处有闪烁的红光出现,这是因为通气后混和液中产生的ClO-被H2O2还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出,ClO-与H2O2反应的离子方程式是
 
.

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