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研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做...

研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做了如下实验:

(1)甲同学欲用图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。该实验__________(填“能”或“不能”)达到目的,原因是__________。(若能,不必回答原因)

(2)为分析Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10mL5%H2O2

试管

II

III

滴加试剂

5滴0.lmol·L-1FeCl3

5 滴 0.1mol·L-1 CuCl2

5 滴 0.3mol·L-1 NaCl

产生气泡情况

较快产生细小气泡

缓慢产生细小气泡

无气泡产生

 

由此得到的结论是__________,设计实验Ⅲ的目的是__________

(3)在上述实验过程中,分别检测出溶液中有二价铁生成,査阅资料得知:将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的化学方程式分别是____________________(按反应发生的顺序写)。

 

不能 因为没有确认MnO2的质量和性质是否改变 Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好 对比实验,证明Cl-对H2O2的分解没有催化作用 2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl 2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O 【解析】(1)要证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂,必须证明催化剂在反应前后的性质和质量不改变,而甲同学没有做这方面的实验,所以不能达到目的; (2)从所给的数据可知:试管Ⅰ、试管Ⅱ所用试剂的浓度、用量完全一样,产生气泡是试管Ⅰ快,试管Ⅱ慢,试管Ⅲ无气泡产生,试管Ⅲ是一个对比实验,说明Cl-对H2O2的分解没有催化作用,从而得到Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用,且Fe3+比Cu2+催化效果好的结论; (3)根据化合价的升降和催化剂会参加反应,但最终性质和质量不改变写出反应方程式,FeCl3和H2O2反应,FeCl3中铁元素化合价降低,生成氯化亚铁,双氧水中氧元素化合价升高,生成氧气,方程式为:2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl;FeCl3作催化剂,在第二个反应中重新生成,氯化亚铁又被双氧水氧化成氯化铁,方程式为:2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O。  
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考点分析:
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甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应率的影响。设计实验如表(所取溶液体积均为5mL):

实验编号

实验温度/℃

c (Na2S2O3)/mol·L-1

c(H2SO4)/mol·L-1

25

0.1

0.1

25

0.2

0.2

50

0.2

0.1

50

0.1

0.1

 

(1)其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择__________(填实验编号)。

(2)Na2S2O3和H2SO4反应的离子方程式为__________

(3)若实验①中加入反应物各5mL后加入10mL水,出现浑浊的时间为t1,实验②中加入反应物各5mL后加入30mL水,出现浑浊的时间为t2,则t1__________t2 (选填“>”、“<”或“=”)。

 

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用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如表(KMnO4溶液用稀硫酸酸化),实验装置如图1:

实验序号

A溶液

B溶液

20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液

30mL 0.0lmol·L-1KMnO4溶液

20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液

30mL 0.01mol·L-1KMnO4溶液

 

(1)该反应的化学方程式为__________

(2)该实验探究的是__________因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积

大小关系是__________ < __________ (填实验序号)。

(3)若实验①在2min末收集了 2.24mLCO2 (标准状况下),则在2min末,c(MnO4-) =__________ mol·L-1。(假设混合溶液体积为50mL)

(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定__________来比较化学反应速率。(一条即可)

(5)小组同学发现反应速率随时间的变化如图2所示,其中t1t2时间内速率变快的主要原因可能是:

__________ ; ②__________

 

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燃料电池是一种新能源,利用2CO+O2=2CO2设计燃料电池时,负极发生反应的气体是_______,酸性条件下正极发生反应的电极反应是____________

 

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反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一可变的容积的密闭容器中进行,试回答:①增加Fe的量,其正反应速率的变化是__________ (填增大、不变、减小,以下相同)。②将容器的体积缩小一半,其正反应速率__________,其逆反应速率__________。③保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其正反应速率__________

 

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写出下列反应的热化学方程式:

(1)46克NO2(g)与H2O (1)充分反应生成HNO3(aq)和NO(g),放热46kJ。__________

(2)用 CO 还原1molFe2O3,放热24.8kJ。___________

(3)1molHgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7kJ。___________

(4)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应,

已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-l

2H2(g)+O2(g)=2H2O (1) △H=-571.6kJ·mol-l

则 2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)△H=    ___________

 

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