Question

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

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

（2）該同學查閱相關資料，獲得催化機理如下圖所示：

①圖1中微粒M1是_______（填化學式）。

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

（3）乙同學在試管中加入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，發現上層有機相為藍色（CrO5的乙醚溶液），下層水相為無色。

①乙醚除作為CrO5的穩定劑外，另一作用是____________。

②一段時間后藍色褪去，并產生大量的氣泡同時水相中溶液變為綠色（含Cr3+），褪色反應的離子方程式為________________。

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，根據控制變量法設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Ⅲ的離子方程式為MnO2 +H2O2 +2 H+ =Mn2+ +O2↑+2 H2O。

（3）乙同學在試管中加入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，發現上層有機相為藍色（CrO5的乙醚溶液），下層水相為無色。

①乙醚除作為CrO5的穩定劑外，另一作用是作萃取劑，萃取CrO5 。

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