19.研究不同pH時(shí)CuSO
4溶液對(duì)H
2O
2分解的催化作用。
資料:a.Cu
2O為紅色固體,難溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu
2+。
b.CuO
2為棕褐色固體,難溶于水,能溶于硫酸,生成Cu
2+和H
2O
2。
c.H
2O
2有弱酸性:H
2O
2?H
++HO
2-,HO
2-?H
++O
22-。
d.EDTA(無色)、PAN(黃色)均具有還原性,都能與Cu
2+反應(yīng):Cu
2++EDTA=EDTA-Cu
2+(深藍(lán)色)Cu
2++PAN=PAN-Cu
2+(深紅紫色)
編號(hào) |
實(shí)驗(yàn) |
現(xiàn)象 |
I |
向1mLpH=2的1mol?L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%H2O2溶液 |
出現(xiàn)少量氣泡 |
II |
向1mLpH=3的1mol?L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%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1mLpH=5的1mol?L-1CuSO4溶液中加入0.5mL30%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(yàn)生成的氣體均為O
2,I中CuSO
4催化分解H
2O
2的化學(xué)方程式是
。
(2)對(duì)III中棕褐色沉淀的成分提出2種假設(shè):i.CuO
2,ii.Cu
2O和CuO
2的混合物。
檢驗(yàn)假設(shè),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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棕褐色沉淀中一定含CuO
2的證據(jù)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,理由是
。
③為探究沉淀中是否存在Cu
2O,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
將Ⅲ中沉淀洗滌、干燥后,取0.096g固體溶于過量稀硫酸,加熱,充分反應(yīng)后冷卻并配制成50mL溶液。取5mL溶液加水稀釋至20mL后調(diào)節(jié)溶液pH,滴入3滴PAN,向溶液中滴加0.010mol?L
-1EDTA溶液至滴定終點(diǎn),消耗EDTA溶液vmL。
溶液滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是
。v=
,可知沉淀中不含Cu
2O,假設(shè)i成立。
(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(shí)H
2O
2分解速率不同的原因。
實(shí)驗(yàn)V:在試管中分別取1mLpH=2、3、5的1mol?L
-1Na
2SO
4溶液,向其中各加入0.5mL30%H
2O
2溶液,三支試管中均無明顯現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)VI:
(填實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象),說明CuO
2能夠催化H
2O
2分解。
(5)綜合上述實(shí)驗(yàn),I、II、III中不同pH時(shí)H
2O
2的分解速率不同的原因是
。