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某小組同學探究不同條件下H2O2與三價鉻(Cr)化合物的反應。
資料:ⅰ.Cr3+(墨綠色)、
C
r
O
-
2
(墨綠色)、Cr(OH)3(藍色)、
C
r
O
2
-
4
(黃色)、Cr2
O
2
-
7
(橙色)、[Cr(O24]3-(磚紅色)。
ⅱ.Cr2
O
2
-
7
+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+
ⅲ.H2O2?H++
HO
-
2
HO
-
2
?H++
O
2
-
2

室溫下,向0.1mol?L-1Cr2(SO43溶液中滴加H2SO4溶液或NaOH溶液分別配制不同pH的Cr(Ⅲ)溶液;取配制后的溶液各5mL,分別加入足量30%H2O2溶液。
實驗
加H2O2 pH 4.10 6.75 8.43 13.37
現(xiàn)象 墨綠色溶液 藍色濁液 藍色濁液 墨綠色溶液
加H2O2 現(xiàn)象 墨綠色溶液 黃綠色溶液 黃色溶液 磚紅色溶液
(1)結合加H2O2前的實驗現(xiàn)象,可推測Cr(OH)3具有
兩性
兩性
(填“堿性”、“酸性”或“兩性”)。
(2)實驗①中,加H2O2后無明顯現(xiàn)象的原因可能是
溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化
溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化

(3)實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是
實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色
實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色
。
(4)取實驗③中黃色溶液,加入一定量稀硫酸,可觀察到,溶液迅速變?yōu)槌壬?,最終變?yōu)榫G色,觀察到有無色氣體產生。結合化學用語解釋上述實驗現(xiàn)象
實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生
實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生
。
(5)已知[Cr(O24]3-中Cr為+5價。實驗④中,加入H2O2后發(fā)生反應的離子方程式為
Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2
Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2
。
(6)取少量實驗④的磚紅色溶液,加熱,隨著溫度的升高,溶液最終變?yōu)辄S色。針對溶液的顏色變化,該小組同學提出如下猜想。
猜想1:加熱條件下,[Cr(O24]3-發(fā)生自身氧化還原反應,生成
C
r
O
2
-
4
;
猜想2:
加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4
加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4

針對上述猜想,該小組同學另取少量實驗④的磚紅色溶液,
加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱
加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱
,溶液由磚紅色變?yōu)辄S色,由此得出猜想1成立。
(7)綜合以上實驗,影響H2O2與三價鉻化合物反應的因素除了pH,還有
溫度
溫度
。

【答案】兩性;溶液酸性較強,三價鉻以Cr3+形式存在,較為穩(wěn)定,不能被過氧化氫氧化;實驗②中,藍色濁液變?yōu)辄S綠色溶液的原因可能是酸性較弱的溶液中三價鉻以Cr(OH)3存在,加入過氧化氫,Cr(OH)3被氧化為
C
r
O
2
-
4
,2Cr(OH)3+3H2O2=2
C
r
O
2
-
4
+4H2O+4H+,同時生成H+使得Cr(OH)3部分溶解生成Cr3+,且溶液pH減小導致Cr3+與過氧化氫不反應,使得溶液中黃色、綠色混合顯示黃綠色;實驗③中黃色溶液中含有
C
r
O
2
-
4
,Cr2
O
2
-
7
(橙色)+H2O?2
C
r
O
2
-
4
+2H+,加入一定量的稀硫酸,溶液酸性增強,平衡逆向移動轉化為橙色的Cr2
O
2
-
7
溶液,Cr2
O
2
-
7
具有強氧化性,Cr2
O
2
-
7
和過氧化氫反應生成氧氣和Cr3+,會觀察到溶液最終變?yōu)榫G色且有無色氣體產生;Cr2
O
2
-
7
+5H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+5O2↑;加熱促使[Cr(O24]3-與過氧化氫進一步反應生成
C
r
O
2
-
4
;加入少量的二氧化錳,待不再產生氣體后,過濾,濾液加熱;溫度
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/21 8:0:9組卷:58引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.實驗表明,當乙醛加入到溴水中,溴水會褪色。針對此現(xiàn)象,某化學興趣小組同學依據乙醛結構進行探究。
    【實驗假設】
    (1)假設Ⅰ:醛基含有不飽和鍵,可與Br2發(fā)生
     
    反應(填反應類型)。
    假設Ⅱ:乙醛具有α-H,可與溴水發(fā)生取代反應。無論乙醛發(fā)生幾元取代反應,參加反應的Br2與生成的HBr的物質的量之比為
     
    。
    假設Ⅲ:乙醛具有較強的還原性,可被溴水氧化,反應的化學方程式為
     
    。
    【實驗過程】針對以上假設,該小組同學設計了兩組方案。
    方案Ⅰ:通過對比反應現(xiàn)象判斷反應類型。
    序號 操作 現(xiàn)象
    試管1 1mL溴水+1mL乙醛,充分振蕩后靜置 褪色
    試管2 1mL溴的CCl4溶液+1mL乙醛,充分振蕩后靜置 -
    結論:假設Ⅰ不成立。
    (2)則試管2中的實驗現(xiàn)象為
     
    。
    方案Ⅱ:通過測定反應后混合液的pH判斷反應類型。
    序號 操作 pH
    試管3 加入20mL溴水,再加入10mL苯酚溶液,待完全反應后(苯酚過量),測定混合液pH 1.85
    試管4 加入20mL相同濃度的溴水,再加入10mL20%的乙醛溶液(乙醛過量),3min后完全褪色,測定混合液pH -
    注:苯酚和乙酸的電離及溫度變化對混合液pH的影響可忽略不計。
    (3)寫出苯酚與溴水反應的化學方程式:
     

    (4)若試管4中反應后混合液的pH=1.85,則證明乙醛與溴水的反應為
     
    反應(填反應類型);若試管4中反應后混合液的pH
     
    1.85(填“大于”或“小于”),則證明乙醛與溴水的反應為氧化反應。

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.6
  • 2.已知苯與液溴的反應是放熱反應,某校學生為探究苯與溴發(fā)生反應的原理,用如圖裝置進行實驗.
    菁優(yōu)網
    根據相關知識回答下列問題:
    (1)實驗開始時,關閉K2,開啟K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反應開始.過一會兒,在(Ⅲ)中可能觀察的現(xiàn)象是
     

    (2)整套實驗裝置中能防止倒吸的裝置有
     
    (填裝置序號).
    (3)反應結束后要使裝置I中的水倒吸入裝置Ⅱ中.這樣操作的目的是
     
    ,簡述這一操作方法
     

    (4)你認為通過該實驗后,有關苯跟溴反應的原理方面能得出的結論是(以化學方程式和必要的文字說明)
     

    發(fā)布:2024/11/9 8:0:6組卷:45引用:1難度:0.5
  • 3.某化學興趣小組設計乙醇被氧化的實驗裝置如圖所示,圖中加熱器、鐵架臺、鐵夾等均未畫出.
    菁優(yōu)網
    (1)寫出裝置b中的總反應方程式
     

    (2)加熱e處固體的目的是
     
    ,
    (3)d處堿石灰的作用是
     
    ,
    (4)為使a中的乙醇平穩(wěn)汽化成蒸氣,可采用的加熱方法是
     

    (5)能證明乙醇被氧化反應的實驗現(xiàn)象是
     

    發(fā)布:2024/11/9 8:0:6組卷:24引用:1難度:0.3
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