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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:135 题号:11605597
工业上H2O2是一种重要的绿色氧化还原试剂,某小组对H2O2的催化分解实验进行探究。回答下列问题:
(1)在同浓度Fe3+的催化下,探究外界条件对H2O2分解反应速率的影响。实验装置如图所示:

①H2O2溶液在Fe3+催化下分解的反应历程如下:
第一步反应历程为:2Fe3+ + H2O2 = 2Fe2+ +O2 +2H+
第二步反应历程为:________
除了图中所示仪器之外,该实验还必需的仪器是________
②请完成下面表格中I、II、III的实验记录内容或数据:
实验编号0.1mol•L1Fe2(SO4)30.1mol•L1H2O2溶液蒸馏水(mL)反应温度/℃反应时间(秒)
2mL20mL020t1
2mLV1mL2mL20t2
V2 mL20mL050t3
V1________V2________;根据所学的知识判断,当三个实验中均产生10ml气体时,所需反应时间最长的是___________(填“t1”、“t2”或“t3”)
(2)该小组预测同为第四周期VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化作用。查阅资料:CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)也可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。如图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。

①由图中信息可知________法制取得到的催化剂活性更高。
②推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________

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解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【推荐1】某化学实验小组用酸性KMnO4溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应,研究外界条件对反应速率的影响,实验操作及现象如下:
编号实验操作实验现象
向一支试管中先加入1 mL0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,再加入1滴3 mol/L硫酸和9滴蒸馏水,最后加入1 mL0.1 mol/L草酸溶液前10 min内溶液紫色无明显变化,后颜色逐渐变浅,30 min后几乎变为无色
向另一支试管中先加入1 mL0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,再加入10滴3mol/L硫酸,最后加入1 mL0.1 mol/L草酸溶液1 min内溶液紫色无明显变化,后颜色迅速变浅,约3 min后几乎变为无色
(1)写出高锰酸钾与草酸反应的离子方程式:_______
(2)由实验Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是_______
(3)关于实验Ⅱ中3 min后溶液颜色迅速变浅的原因,该小组提出猜想:反应中生成的Mn2+对该反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验Ⅲ,验证猜想。
提供的试剂:0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,0.1 mol/L草酸溶液,3 mol/L硫酸,MnSO4溶液,MnSO4固体,蒸馏水
补全实验Ⅲ的操作:向试管中先加入1 mL0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,再加10滴3mol/L硫酸,_______,最后加入1 mL0.1 mol/L草酸溶液。
(4)该小组拟采用如下图所示的实验方案继续探究KMnO4溶液浓度对反应速率的影响。经测定乙试管溶液褪色的时间比甲试管长,得出结论:浓度越大,反应速率越慢。你认为他们的实验方案_______(填“合理”或“不合理”),理由是_______
2023-02-02更新 | 147次组卷
解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【推荐2】某小组进行实验:向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠的混合溶液,一段时间后溶液变蓝。该反应的化学方程式为:H2O2+S2O+2H+=S4O+2H2O查阅资料知体系中存在两个主要反应:
反应ⅰ:_________
反应ⅱ:I2+2S2O=2I-+S4O
(1)写出反应I的离子方程式___________
(2)下列实验方案可证实上述反应过程。将实验方案补充完整(所用试剂浓度均0.01mol/L)。
a.向酸化的H2O2溶液中加入___________溶液,溶液几秒后变为蓝色。
b.___________,溶液立即褪色。
(3)探究对反应速率的影响,实验方案如下表所示。(所用试剂除H2O以外,浓度均为)
实验序号
试剂5
42
88
(含淀粉)33
0
将上述溶液迅速混合观察现象溶液变蓝所需时间为t1溶液变蓝所需时间为t2
①将b实验补充完整________________________
②对比实验Ⅰ和实验Ⅱ,__________ (填“>”或“<”)。
③结合(1)中现象解释溶液混合后一段时间才变蓝的原因___________
④利用实验Ⅰ的数据,计算反应ii在时间内平均反应速率(用浓度的变化表示)___________
2023-12-27更新 | 35次组卷
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【推荐3】金属钴()在国防工业中有着重要应用。某矿石中含钴的氧化物()研究人员在实验室用硫酸酸没的方法提取钴元素,制备高纯度的钴的氧化物。研究人员查阅资料如下:
为灰色金属,有强磁性。钴元素化合物中常见价态有+2、+3价。钴元素能与氧元素组成化合物,包括。+3价的钴盐通常不稳定,可以将氧化,致使其在水溶液中不能稳定存在。
(1)不能在水溶液中稳定存在的原因是具有___________性,在该反应中得到的氧化产物是___________
(2)酸浸时某矿石(含)会发生如下反应,请将反应方程式补充完整:
反应Ⅰ:___________
反应Ⅱ:___________
(3)为探究最佳提取条件,将矿石在一定条件下酸浸4小时,测量钴元素的浸出率部分数据如下:
编号矿石用量/g硫酸用量/g用量/g温度/℃钴元素浸出率/%
185.7112.6208556.39
285.716.3108549.98
385.716.3106543.33
485.716.310.436573.95
585.716.310.866574.77
①本实验研究了哪些因素对钴元素浸出率的影响___________
②根据上表数据,其他条件不变,温度升高,钻元素的浸出率___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
③酸浸时,加入固体的作用是___________
(4)酸浸后的溶液经沉钴得到草酸钴晶体(相对分子质量为183),煅烧草酸钴晶体可以得到高纯度钴的氧化物,其分解过程分为三个阶段,对应温度和失重率(失重率=对应温度下样品失重的质量÷初始样品的质量×100%)如下表所示:
热分解阶段
热分解温度/℃150-210290-320890-920
失重率/%19.6736.432.91
阶段Ⅱ生成的固体氧化物仅有一种,该固体氧化物的化学式___________(填化学式)。
2023-12-20更新 | 75次组卷
共计 平均难度:一般