某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响,所用H2O2浓度为5%、10%,实验温度为20℃、40℃,其他试剂有1mol/LFeCl3溶液.每次实验H2O2的用量为2mL,FeCl3溶液2滴.
(1)请完成以下实验设计表:
实验编号 | 温度/℃ | H2O2浓度/% | 其它试剂 | 实验目的 |
① | 20 | 5 | 无 | (Ⅰ)实验①和②探究催化剂对H2O2分解速率的影响; (Ⅱ)实验②和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验②和④探究H2O2浓度对该反应速率的影响. |
② | 20 | 5 | FeCl3溶液 | |
③ | ______ | ______ | ______ | |
④ | ______ | ______ | ______ |
(3)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生.经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜,溶液变成蓝色,写出发生反应的化学方程式:______.
控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10%H2O2和3.0mol/LH2SO4溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)
温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
铜的平均溶解速率 (×10-3mol/(L•min)) | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
(1)③、实验②和③探究温度对该反应速率的影响,故②③的温度不同,其他条件完全相同;
④、实验②和④探究H2O2浓度对该反应速率的影响,故②和④的H2O2浓度不同,其他条件相同;
故答案为:
③ | 40 | 5 | FeCl3溶液 | (2分) |
④ | 20 | 10 | FeCl3溶液 | (2分) |
故答案为:其他条件相同时,H2O2浓度增大,分解速率加快;
(3)铜与H2O2和H2SO4反应生成了硫酸铜,反应方程式是:Cu+H2O2+H2SO4
CuSO4+2H2O;由于温度高于40℃后,随着温度的升高,H2O2的分解速率加快,使溶液中H2O2的浓度降低加快,对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响,所以铜的溶解速率逐渐减小;△ .
故答案为:Cu+H2O2+H2SO4
CuSO4+2H2O;温度高于40℃后,随着温度的升高,H2O2的分解速率加快,使溶液中H2O2的浓度降低加快,对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响,所以铜的溶解速率逐渐减小.△ .