某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O
转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
| 实验编号 | 初始pH | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
| ① | 4 | 60 | 10 | 30 |
| ② | 5 | 60 | 10 | 30 |
| ③ | 5 | 60 |
测得实验①和②溶液中的Cr2O
浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明________;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:________;
假设三:________;
……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O
的浓度可用仪器测定]
| 实验方案 | |
| (不要求写具体操作过程) | 预期实验结果和结论 |
H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。
某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器:30%H2O2,0.1 mol·L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。
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①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:________________________________________________________________________。
②设计实验方案:在不同H2O2浓度下,测定________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
③设计实验装置,完成上图的装置示意图。
④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。
| 物理量 实验序号 | V[0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3]/mL | …… | |
| 1 | a | …… | |
| 2 | a | …… |
在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下:
| 反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| c(N2O)/mol·L-1 | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 |
| 反应时间/min | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | |
| c(N2O)/mol·L-1 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.000 |
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注:图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<c2)
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一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
| t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| V(O2)/mL | 0.0 | 9.9 | 17.2 | 22.4 | 26.5 | 29.9 |
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A.0~6 min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
B.6~10 min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1
C.反应到6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反应到6 min时,H2O2分解了50%