Question

【題目】資料表明，MnO2和Fe3+對H2O2制備O2均具有催化作用。某課外小組同學(xué)在實驗室進(jìn)行了驗證試驗并研究了H2O2其他性質(zhì)。回答下列問題：

（1）現(xiàn)有三支分別盛有2 mL10% H2O2溶液的試管，甲同學(xué)在第一、第二支試管中分別加入MnO2和少量FeCl3溶液，發(fā)現(xiàn)均有大量氣泡生成，向第三支試管中加入少量的鹽酸溶液并觀察現(xiàn)象，其目的是________。

（2）該同學(xué)查閱相關(guān)資料，獲得催化機理如下圖所示：

①圖1中微粒M1是_______（填化學(xué)式）。

②圖2中若M4為Mn2+，則反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為_____________。

（3）乙同學(xué)在試管中加入2 ml. 3%的H2O2溶液，0.5mL乙醚，l mL1 mol/LH2SO4溶液和3～4滴0.5mol/L的K2Cr2O7溶液，發(fā)現(xiàn)上層有機相為藍(lán)色（CrO5的乙醚溶液），下層水相為無色。

①乙醚除作為CrO5的穩(wěn)定劑外，另一作用是____________。

②一段時間后藍(lán)色褪去，并產(chǎn)生大量的氣泡同時水相中溶液變?yōu)榫G色（含Cr3+），褪色反應(yīng)的離子方程式為________________。

Answer 1

【答案】 驗證FeCl3溶液中只有Fe3+具有催化作用，而Cl-沒有 Fe2+ MnO2 +H2O2 +2 H+ =Mn2+ +O2↑+2 H2O 萃取CrO5 4CrO5 +12 H+=4Cr3++ 7O2↑+6 H2O

【解析】（1）因為氯化鐵溶液中有氯離子和鐵離子，根據(jù)控制變量法設(shè)計了第三個實驗作為對比實驗，其目的是驗證FeCl3溶液中只有Fe3+具有催化作用，而Cl-沒有。

（2）①由圖1可知，M1可以被雙氧水氧化為M2，M2可以把雙氧水氧化為氧氣，所以M1具有還原性、M2具有氧化性，所以圖1中微粒M1是Fe2+。

②圖2中若M4為Mn2+，則反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為MnO2 +H2O2 +2 H+ =Mn2+ +O2↑+2 H2O。

（3）乙同學(xué)在試管中加入2 ml. 3%的H2O2溶液，0.5mL乙醚，l mL1 mol/LH2SO4溶液和3～4滴0.5mol/L的K2Cr2O7溶液，發(fā)現(xiàn)上層有機相為藍(lán)色（CrO5的乙醚溶液），下層水相為無色。

①乙醚除作為CrO5的穩(wěn)定劑外，另一作用是作萃取劑，萃取CrO5 。

②一段時間后藍(lán)色褪去，并產(chǎn)生大量的氣泡同時水相中溶液變?yōu)榫G色（含Cr3+），根據(jù)鉻的化合價降低，可以判斷化合價升高的元素是氧，所以產(chǎn)生的氣泡是氧氣，則褪色反應(yīng)的離子方程式為4CrO5 +12 H+=4Cr3++ 7O2↑+6 H2O。