实验小组研究酸性条件下K
2Cr
2O
7溶液和H
2O
2溶液的反应。
(实验Ⅰ)向盛有H
2O
2溶液的试管中,加入过量的K
2Cr
2O
7溶液和硫酸,振荡,溶液立即变为紫红色,此时pH=1.溶液中持续产生气泡,最终溶液变为绿色。
资料:
ⅰ.Cr
2(SO
4)
3溶液呈绿色。
ⅱ.酸性条件下,K
2Cr
2O
7溶液和H
2O
2溶液反应生成CrO
5,CrO
5进一步反应生成Cr
3+和O
2。
ⅲ.CrO
5是一种+6价Cr的过氧化物,其结构如图1,CrO
5可溶于水,易溶于乙醚得到蓝色溶液。
ⅳ.乙醚是一种无色、不溶于水、密度比水小的有机溶剂,化学性质稳定。
(1)实验Ⅰ中产生的气体是O
2,检验的方法是___________。
(2)实验Ⅰ的紫红色溶液中含有CrO
5。
①验证紫红色溶液中含有CrO
5的操作及现象是_________________。
②生成CrO
5的反应不是氧化还原反应,反应的离子方程式是_______________。
(3)对实验Ⅰ中溶液变为绿色和产生O
2的原因,作出如下假设:
a.CrO
5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr
3+和O
2。
b.CrO
5在酸性条件下氧化了溶液中的H
2O
2,生成Cr
3+和O
2。
为验证上述假设,用图2装置进行实验Ⅱ和实验Ⅲ(夹持装置已略,B中石蜡油用于吸收挥发出的乙醚)。实验操作及现象如下:
(实验Ⅱ)
ⅰ.将20mL CrO
5的乙醚溶液加入A中的20mLpH=1的稀硫酸中,不断搅拌,乙醚层由蓝色变为无色,水层变为绿色,O
2体积为V mL。
ⅱ.步骤ⅰ结束后向A中加入少量K
2Cr
2O
7溶液,轻轻搅拌,静置,乙醚层又显出蓝色。
(实验Ⅲ)
仅将实验Ⅱ中的pH=1的稀硫酸替换为等量的含H
2O
2的pH=1的稀硫酸,重复实验。现象与实验Ⅱ相同,且O
2体积仍为V mL。
①实验Ⅱ步骤ⅰ中消耗的CrO
5与生成的O
2的物质的量之比为2:3,补全离子方程式:2CrO
5+____=2Cr
3++3O
2↑+_____+_____。
②甲同学认为依据实验Ⅱ和Ⅲ中生成O
2的体积相同,无法说明假设b是否成立,其理由是_________。
(4)实验Ⅰ中总反应的离子方程式是__________。
