【題目】生產(chǎn)中可用雙氧水氧化法處理電鍍含氰廢水,某化學(xué)興趣小組模擬該法探究有關(guān)因素對(duì)破氰反應(yīng)速率的影響(注:破氰反應(yīng)是指氧化劑將CN-氧化的反應(yīng))。
【相關(guān)資料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-兩種形式存在。
②Cu2+可作為雙氧水氧化法破氰處理過(guò)程中的催化劑;Cu2+在偏堿性條件下對(duì)雙氧水分解影響較弱,可以忽略不計(jì)。
③[Fe(CN)6]3-較CN-難被雙氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越穩(wěn)定,越難被氧化。
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
在常溫下,控制含氰廢水樣品中總氰的初始濃度和催化劑Cu2+的濃度相同,調(diào)節(jié)含氰廢水樣品不同的初始pH和一定濃度雙氧水溶液的用量,設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | 初始pH | 廢水樣品體積/mL | CuSO4溶液的體積/mL | 雙氧水溶液的體積/mL | 蒸餾水的體積/mL |
① | 為以下實(shí)驗(yàn)操作參考 | 7 | 60 | 10 | 10 | 20 |
② | 廢水的初始pH對(duì)破氰反應(yīng)速率的影響 | 12 | 60 | 10 | 10 | 20 |
③ | ________ | 7 | 60 | ______ | ______ | 10 |
實(shí)驗(yàn)測(cè)得含氰廢水中的總氰濃度(以CN-表示)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。
(2)實(shí)驗(yàn)①中20~60 min時(shí)間段反應(yīng)速率:v(CN-)=______mol·L-1·min-1。
(3)實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②結(jié)果表明,含氰廢水的初始pH增大,破氰反應(yīng)速率減小,其原因可能是____________________(填一點(diǎn)即可)。在偏堿性條件下,含氰廢水中的CN-最終被雙氧水氧化為HCO,同時(shí)放出NH3,試寫出該反應(yīng)的離子方程式:____________。
(4)該興趣小組同學(xué)要探究Cu2+是否對(duì)雙氧水氧化法破氰反應(yīng)起催化作用,請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證上述結(jié)論,完成下表中內(nèi)容(已知:廢水中的CN-濃度可用離子色譜儀測(cè)定) ______。
實(shí)驗(yàn)步驟(不要寫出具體操作過(guò)程) | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 |
【答案】 雙氧水的濃度對(duì)破氰反應(yīng)速率的影響 10 20 0.017 5 初始pH增大,催化劑Cu2+會(huì)形成Cu(OH)2沉淀,影響了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-較中性和酸性條件下更穩(wěn)定,難以氧化) CN-+H2O2+H2O===NH3↑+HCO
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫出具體操作過(guò)程) | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 |
分別取等體積、等濃度的含氰廢水于甲、乙兩支試管中,再分別加入等體積、等濃度的雙氧水溶液,只向甲試管中加入少量的無(wú)水硫酸銅粉末,用離子色譜儀測(cè)定相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)兩支試管中的CN-濃度 | 相同時(shí)間內(nèi),若甲試管中的CN-濃度小于乙試管中的CN-濃度,則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)起催化作用;若兩試管中的CN-濃度相同,則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)不起催化作用 |
【解析】(1)影響該反應(yīng)的因素有pH以及雙氧水的濃度,實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑閺U水的初始pH對(duì)破氰反應(yīng)速率的影響和雙氧水的濃度對(duì)破氰反應(yīng)速率的影響,其他量應(yīng)不變,而且總體積不變,所以CuSO4溶液的體積為10 mL,雙氧水的體積為20 mL。(2)根據(jù)圖像可知實(shí)驗(yàn)①中20~60 min時(shí)間段反應(yīng)速率v(CN-)==0.017 5 mol·L-1·min-1。(3)pH越大,[Fe(CN)6]3-越穩(wěn)定,越難被氧化,所以破氰反應(yīng)速率減;因?yàn)榍鑿U水中的CN一最終被雙氧水氧化為HCO3-,其中的碳由+2價(jià)變成+4價(jià),1 mol CN-反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol的電子,而1 mol過(guò)氧化氫得到2 mol的電子,所以CN一和H2O2的物質(zhì)的量之比為1∶1,因此反應(yīng)的離子方程式為CN-+H2O2+H2O===NH3↑+HCO3-。(4)要探究Cu2+是否對(duì)雙氧水氧化法破氰反應(yīng)起催化作用,其它條件應(yīng)該是相同的,因此實(shí)驗(yàn)方案為:分別取溫度相同、體積、濃度相同的含氰廢水的試樣兩等份,滴加過(guò)氧化氫,一份中加入少量的無(wú)水硫酸銅粉末,另一份不加,用離子色譜儀測(cè)定相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)兩支試管中的CN-濃度,如果在相同時(shí)間內(nèi),甲試管中的CN-濃度小于乙試管中的CN-濃度,則Cu2+對(duì)雙氧水破氰反應(yīng)起催化作用,反之則不起催化作用。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以下規(guī)律:元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物酸性就越強(qiáng)。該小組設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。擬比較C、Si、S三種元素的非金屬性。
(1)推測(cè)三種元素對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物酸性由強(qiáng)到弱的順序是_________________(填化學(xué)式)。
(2)若B、C均為正鹽,且焰色反應(yīng)均為黃色。A、B、C的化學(xué)式依次為_________、__________、_________(A、C填溶質(zhì)的化學(xué)式)。
(3)燒瓶中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為________________________________。
(4)固體B也可以用B的溶液代替。實(shí)驗(yàn)室配制0.1mol/L的B的溶液450mL,需要用托盤天平稱取B_____g。
(5)有同學(xué)認(rèn)為,將A中物質(zhì)換為濃硝酸,其余試劑不變。則可以驗(yàn)證N、C、Si三元素的非金屬性強(qiáng)弱。你認(rèn)為,該同學(xué)的觀點(diǎn)___________(選填“正確”“錯(cuò)誤”)。理由是__________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是( )
A.工業(yè)上可利用海水制取鎂
B.從海產(chǎn)品(如海帶等)中提取碘是工業(yè)上獲取碘的重要途徑
C.工業(yè)上可通過(guò)鋁土礦獲得鋁
D.工業(yè)上用CO氧化赤鐵礦(含Fe2O3)獲得鐵
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】V2﹣、W3﹣、X2+、Y2﹣、Z﹣是由短周期元素形成的簡(jiǎn)單離子,其中V2﹣、W3﹣、X2+均是10電子的微粒,Y2﹣、Z﹣與Ar原子具有相同的電子數(shù)。(請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題)
(1)V2﹣的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_________________。
(2)V、W、X的原子半徑由小到大的順序是________________。
(3)元素Y、Z氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比較(填化學(xué)式):______________。
(4)將Z的單質(zhì)通入石蕊溶液中發(fā)生的顏色變化如下圖,請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)填寫出導(dǎo)致該階段顏色變化的主要粒子符號(hào)。________、________、________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】、混溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,則下列判斷不正確的
A. 加入 KSCN的溶液一定不變紅色B. 溶液中一定含有
C. 溶液中可能含D. 剩余固體中一定有銅
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】以下實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象均正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)Ⅰ:產(chǎn)生紅褐色沉淀
B. 實(shí)驗(yàn)Ⅱ:溶液顏色變紅
C. 實(shí)驗(yàn)Ⅲ:放出大量氣體
D. 實(shí)驗(yàn)Ⅳ:先出現(xiàn)白色沉淀,后溶解
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在某一化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物B的濃度在5 s內(nèi)從2.0 mol/L變成0.5 mol/L,在這5 s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為
A. 0.3B. 0.3 mol/(L·s)
C. 0.4 mol(L·s)-1D. 0.04 mol/L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是周期表中短周期的一部分。已知Y和W原子能形成兩種造成酸雨的有害氣體,則下列說(shuō)法中不正確的是
A. 原子半徑的大小順序是W>Y>ZB. X的氫化物沒(méi)有Z的氫化物穩(wěn)定
C. 常見(jiàn)的X的氫化物具有正四面體結(jié)構(gòu)D. Y的氫化物比W的氫化物沸點(diǎn)高,是因?yàn)榉肿娱g存在氫鍵
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