【題目】研究不同 pH 時 CuSO4 溶液對 H2O2 分解的催化作用。資料:a.Cu2O 為紅色固體,難溶于水,能溶于硫酸,生成 Cu 和Cu2+。b.CuO2 為棕褐色固體,難溶于水,能溶于硫酸,生成 Cu2+和 H2O2。c.H2O2 有弱酸性:H2O2 H+ +HO2-,HO2- H+ +O22-。
編號 | 實驗 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ | 向 1 mL pH=2 的 1 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液 | 出現(xiàn)少量氣泡 |
Ⅱ | 向 1 mL pH=3 的 1 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液 | 立即產(chǎn)生少量棕黃色沉淀,出現(xiàn)較明顯氣泡 |
Ⅲ | 向 1 mL pH=5 的 1 mol·L 1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液 | 立即產(chǎn)生大量棕褐色沉淀,產(chǎn)生大量氣泡 |
(1) 經(jīng)檢驗生成的氣體均為 O2,Ⅰ中 CuSO4 催化分解 H2O2 的化學(xué)方程式是__。
(2)對Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2 種假設(shè):ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O 和CuO2 的混合物。為檢驗上述假設(shè),進(jìn)行實驗Ⅳ:過濾Ⅲ中的沉淀,洗滌,加入過量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈藍(lán)色,并產(chǎn)生少量氣泡。
①若Ⅲ中生成的沉淀為 CuO2,其反應(yīng)的離子方程式是__。
②依據(jù)Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同學(xué)認(rèn)為假設(shè)ⅱ不成立,乙同學(xué)不同意甲同學(xué)的觀點,理由是__。
③為探究沉淀中是否存在 Cu2O,設(shè)計如下實驗:
將Ⅲ中沉淀洗滌、干燥后,取 a g 固體溶于過量稀硫酸,充分加熱。冷卻后調(diào)節(jié)溶液 pH,以 PAN 為指示劑,向溶液中滴加 c mol·L 1EDTA 溶液至滴定終點,消耗 EDTA 溶液 V mL。V=__,可知沉淀中不含 Cu2O,假設(shè)ⅰ成立。(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96 g·mol 1,M(Cu2O)=144 g·mol1)
(3)結(jié)合方程式,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解釋Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__ 。
(4)研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 時 H2O2 分解速率不同的原因。
實驗Ⅴ:在試管中分別取 1 mL pH=2、3、5 的 1 mol·L1 Na2SO4 溶液,向其中各加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液,三支試管中均無明顯現(xiàn)象。
實驗Ⅵ:__(填實驗操作和現(xiàn)象),說明 CuO2 能夠催化 H2O2 分解。
(5)綜合上述實驗,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH 時 H2O2 的分解速率不同的原因是__。
【答案】2H2O2 O2↑+2H2O H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+ CuO2與H+反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2具有強(qiáng)氧化性,在酸性條件下可能會氧化Cu2O或Cu,無法觀察到紅色沉淀Cu 溶液中存在H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-,溶液pH增大,兩個平衡均正向移動,O22-濃度增大,使得CuO2沉淀量增大 將Ⅲ中沉淀過濾,洗滌,干燥,稱取少量于試管中,加入30%H2O2溶液,立即產(chǎn)生大量氣泡,反應(yīng)結(jié)束后,測得干燥后固體的質(zhì)量不變 CuO2的催化能力強(qiáng)于Cu2+;隨pH增大,Cu2+與H2O2反應(yīng)生成CuO2增多
【解析】
(1)由題意可知,在硫酸銅做催化劑作用下,雙氧水分解生成水和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2 O2↑+2H2O,故答案為:2H2O2 O2↑+2H2O;
(2)①若Ⅲ中生成的沉淀為CuO2,說明雙氧水與銅離子反應(yīng)生成過氧化銅和水,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+,故答案為:H2O2+Cu2+=CuO2↓+2H+;
②由題意可知,過氧化銅能與溶液中氫離子反應(yīng)生成雙氧水,雙氧水具有強(qiáng)氧化性,在酸性條件下可能會氧化氧化亞銅或銅,無法觀察到紅色沉淀,說明假設(shè)ⅱ可能成立,乙同學(xué)的觀點正確,故答案為:CuO2與H+反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2具有強(qiáng)氧化性,在酸性條件下可能會氧化Cu2O或Cu,無法觀察到紅色沉淀Cu;
③a g過氧化銅的物質(zhì)的量為,由方程式可得如下關(guān)系:CuO2—Cu2+—EDTA,則有= c mol/L×V×10—3L,解得V=ml,故答案為:;
(3)由題意可知,雙氧水溶液中存在如下電離平衡H2O2H+ +HO2-、HO2-H+ +O22-,溶液pH增大,氫離子濃度減小,兩個平衡均正向移動,過氧根濃度增大,使得過氧化銅沉淀量增大,故答案為:溶液中存在H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-,溶液pH增大,兩個平衡均正向移動,O22-濃度增大,使得CuO2沉淀量增大;
(4)若過氧化銅能夠催化過氧化氫分解,過氧化氫分解速率加快,催化劑過氧化銅的組成和質(zhì)量不會發(fā)生變化,則實驗操作和現(xiàn)象為將Ⅲ中沉淀過濾,洗滌,干燥,稱取少量于試管中,加入30%H2O2溶液,立即產(chǎn)生大量氣泡,反應(yīng)結(jié)束后,測得干燥后固體的質(zhì)量不變,故答案為:將Ⅲ中沉淀過濾,洗滌,干燥,稱取少量于試管中,加入30%H2O2溶液,立即產(chǎn)生大量氣泡,反應(yīng)結(jié)束后,測得干燥后固體的質(zhì)量不變;
(5)由以上實驗可知,當(dāng)溶液pH增大時,雙氧水溶液中過氧根濃度增大,使得過氧化銅沉淀量增大,過氧化銅的催化能力強(qiáng)于銅離子,使雙氧水的分解速率增大,故答案為:CuO2的催化能力強(qiáng)于Cu2+;隨pH增大,Cu2+與H2O2反應(yīng)生成CuO2增多。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在實驗報告中記錄下列數(shù)據(jù),其中正確的是
A. 用 100 mL 量筒量取 12.5 mL 鹽酸
B. 稱量 NaOH 固體時,將 NaOH 直接放在托盤上的紙上
C. 需用 220 mL, 1 mol·L-1 CuSO4 溶液,配制時需稱 62.5g 的 CuSO4·5H2O 晶體
D. 配制稀硫酸時,先向燒杯中注入濃硫酸,再加水稀釋
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是
選項 | 實驗操作和現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 向盛有某鹽溶液的試管中滴入氫氧化鈉溶液后,加熱,試管口處濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán) | 該鹽中含 |
B | 向溴水中通入某無色氣體,溴水褪色 | 該氣體可能是CH2=CH2 |
C | 一定量的銅與硝酸充分反應(yīng)后,有銅剩余,再加入少量稀硫酸,銅繼續(xù)溶解,并有氣泡放出 | Cu與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng) |
D | 向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加熱4~5min。冷卻后向其中加入新制Cu(OH)2懸濁液,加熱至沸騰,無磚紅色沉淀 | 淀粉沒有發(fā)生水解 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】三氯化六氨合鈷(III)([Co(NH3)6]Cl3 是合成其他含鈷配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下,通過氧化二氯化六氨合鈷(II)得到三氯化六氨合鈷(III)制備流程如下:
資料:
①鈷離子常見價態(tài)有+2(II)價,+3(III)價,Co(II)離子能在水溶液中穩(wěn)定存在,但 Co(III)離子不能穩(wěn)定存在,只能以固態(tài)或絡(luò)合物形式(如[Co(NH3)6]3+)穩(wěn)定存在溶液中。
② Co2+在 pH=9.4 時完全沉淀為 Co(OH)2
(1) 實驗中需要將 CoCl2·6H2O 晶體研細(xì),其目的是:__________________。
(2)在加入濃氨水前先加入大量 NH4Cl溶液,請結(jié)合平衡原理解釋原因______________________。
(3)在“氧化”過程中需水浴控溫在 50~60℃,溫度不能過高,原因是______________________。
(4)寫出“氧化”過程中反應(yīng)的離子方程式_______________。
(5)為測定產(chǎn)品中鈷的含量,進(jìn)行下列實驗:
①稱取樣品 4.000 g 于燒瓶中,加水溶解,加入足量的 NaOH 溶液,加熱至沸 15~20 min,將 [Co(NH3)6]Cl3 完全轉(zhuǎn)化為 Co(OH)3,冷卻后加入足量 KI 固體和 HCl 溶液,充分反應(yīng)一段時間后,將燒瓶中的溶液全部轉(zhuǎn)移至 250.00 mL 容量瓶中,加水定容,取其中 25.00 mL 試樣加入到錐形瓶中;
②用 0.100 0 mol·L -1 Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液變?yōu)闇\黃色后,加入淀粉溶液作指示劑繼續(xù)滴定至終點,重復(fù) 2 次實驗,測得消耗 Na2S2O3 溶液的平均體積為 15.00 mL。(已知:2Co3++2I-=2Co2++I2 ,I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-).通過計算確定該產(chǎn)品中鈷的含量___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】葡萄可用于釀酒。
(1)檢驗葡萄汁含葡萄糖的方法是:向其中加堿調(diào)至堿性,再加入新制備的Cu(OH)2,加熱,其現(xiàn)象是_______________________________________。
(2)葡萄在釀酒過程中,葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的過程如下,補(bǔ)充完成下列化學(xué)方程式。
C6H12O6(葡萄糖)2________+2C2H5OH
(3)葡萄酒密封儲存過程中生成了有香味的酯,酯也可以通過化學(xué)實驗來制備。實驗室用下圖所示裝置制備乙酸乙酯:
①試管a中生成乙酸乙酯的化學(xué)方程式是________________________________。
②試管b中盛放的試劑是飽和_________________溶液。
⑧實驗開始時,試管b中的導(dǎo)管不伸入液面下的原因是___________________。
④若分離出試管b中生成的乙酸乙酯,需要用到的儀器是____(填序號)。
a. 漏斗 b. 分液漏斗 c. 長頸漏斗
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【題目】單萜類化合物香葉醇是香精油的主要成分之一。在酸性溶液中,香葉醇可以轉(zhuǎn)化為環(huán)狀單萜α—松油醇:
關(guān)于香葉醇和α—松油醇,下列說法正確的是( )
A.兩者互為同分異構(gòu)體,分子式是C10H20O
B.兩者分子中所有碳原子均處于同一平面
C.兩者均能在銅絲催化下和氧氣氧化生成醛
D.兩者均能使溴的四氯化碳溶液褪色,發(fā)生加成反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】儀器保鮮膜按材質(zhì)分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和PVDC.其中PE和PVDC是安全的,PVC對人體有潛在危害.工業(yè)上用乙烯和氯氣為主要原料來合成上述三種物質(zhì)。
完成下列填空:
(1)A的名稱__;反應(yīng)①的類型__;
(2)反應(yīng)②的反應(yīng)條件__;D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式__;
(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式_______;
(4)反應(yīng)②中有多種副反應(yīng),得到的有機(jī)副產(chǎn)品除了CH3CHO和外,還可能有_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用石墨電極完成下列電解實驗。
實驗一 | 實驗二 | |
裝置 | ||
現(xiàn)象 | a 、d處試紙變藍(lán);b處變紅,局部褪色;c處無明顯變化 | 兩個石墨電極附近均有氣泡產(chǎn)生;銅珠n的右側(cè)有氣泡產(chǎn)生。 |
下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是( )
A. 根據(jù)實驗一的原理,實驗二中銅珠m左側(cè)變厚
B. a、d處:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. b處:2Cl--2e-=Cl2↑;Cl2 + H2O =HCl + HClO
D. c處發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-=Fe2+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中國古代陶瓷燒制工藝的珍品“唐三彩”中的藍(lán)色,其釉料的著色劑是一種含鈷礦物。鈷在制取顏料和制備合金方面有著重要的應(yīng)用,回答下列問題。
(1)基態(tài)Co2+的核外電子排布式為__________,基態(tài)Co原子中空間運(yùn)動狀態(tài)不同的電子數(shù)為___種。
(2)配合物[Co(NH3)5Br](NO3)2中存在的化學(xué)鍵類型有__________,配體NH3中配位原子的雜化軌道類型為__________,NO3-的空間構(gòu)型是__________,第一電離能N__________(填“大于”或“小于”)O。
(3)CoO2具有如圖所示的層狀結(jié)構(gòu)(小球表示Co,大球表示O)。下列用粗實線畫出的結(jié)構(gòu)單元不能描述其化學(xué)組成的是__________(填字時代號)。
A. B. C. D.
(4)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(示意圖如圖所示),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為________ nm(結(jié)果保留三位小數(shù),下同)。CoO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a'=0.488 nm,則r(Co2+)為________ nm
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