研究不同 pH時(shí) CuSO₄溶液對(duì) 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⁺+O₂^2-。

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)	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-1CuSO4 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-1 CuSO4 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(yàn)生成的氣體均為O₂，Ⅰ中CuSO₄催化分解H₂O₂的化學(xué)方程式是

2H₂O₂

C

u

S

O

4

O₂↑+2H₂O

2H₂O₂

C

u

S

O

4

O₂↑+2H₂O

。
（2）對(duì)Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2種假設(shè)：
?。瓹uO₂
ⅱ．Cu₂O和CuO₂的混合物。為檢驗(yàn)上述假設(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若Ⅲ中生成的沉淀為CuO₂，其反應(yīng)的離子方程式是

H₂O₂+Cu²⁺=CuO₂↓+2H⁺

H₂O₂+Cu²⁺=CuO₂↓+2H⁺

。
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(diǎn)，理由是

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(huì)氧化Cu₂O或Cu,無法觀察到紅色沉淀Cu

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(huì)氧化Cu₂O或Cu,無法觀察到紅色沉淀Cu

。
③為探究沉淀中是否存在 Cu₂O，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：
將Ⅲ中沉淀洗滌、干燥后，取ag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^-1 EDTA溶液至滴定終點(diǎn)，消耗EDTA溶液VmL．V=

1000

a

96

c

1000

a

96

c

，可知沉淀中不含Cu₂O，假設(shè)ⅰ成立。（已知：Cu²⁺+EDTA═EDTA-Cu²⁺，M（CuO₂）=96g?mol^-1，M（Cu₂O）=144g?mol^-1）
（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：

溶液中存在H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，溶液pH增大，兩個(gè)平衡 均正向移動(dòng)，O₂^2-濃度增大，使得CuO₂沉淀量增大

溶液中存在H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，溶液pH增大，兩個(gè)平衡 均正向移動(dòng)，O₂^2-濃度增大，使得CuO₂沉淀量增大

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（4）研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pH時(shí) H₂O₂分解速率不同的原因。
實(shí)驗(yàn)Ⅴ：在試管中分別取 1 mL pH=2、3、5 的 1 mol?L^-1 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(shí)驗(yàn)Ⅵ：

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(cè)得干燥后固體的質(zhì)量不變

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(cè)得干燥后固體的質(zhì)量不變

（填實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象），說明CuO₂能夠催化H₂O₂分解。
（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同pH時(shí)H₂O₂的分解速率不同的原因是

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

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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