Question

K₂Cr₂O₇和H₂O₂在H₂SO₄溶液中混合，可以看到下面兩個現象：

（1）混合后5—10 s內，溶液由橙色變為暗藍色；

（2）在80—160 s內由暗藍色為綠色，與此同時放出氣泡。與之相應的兩個反應式為：

A：+H₂O₂+H⁺——CrO₅+H₂O

      (橙色)                     （暗藍色）

B：CrO₅+H⁺——Cr³⁺+O₂↑

                       （綠色）

兩步反應的速率方程分別為

v_A=k₁c()·c(H₂O₂),v_b=k₂c(CrO₅)

請回答下列問題：

（1）配平A、B反應方程式及由A、B反應組成的總反應方程式。

（2）當要用K₂Cr₂O₇溶液滴定H₂O₂時，請計算1 mL濃度為0.02 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇溶液與多少摩爾的H₂O₂恰好完全反應。

（3）已知鉻的最高價為+6，試推測藍色中間物CrO₅的結構式為__________。

（4）判斷A、B兩個反應哪個速率快。

Answer 1

（1）A：+4H₂O₂+2H⁺====2CrO₅+5H₂O

B:4CrO₅+12H⁺====4Cr³⁺+7O₂↑+6H₂O

總反應：2+8H₂O₂+16H⁺====4Cr³⁺+7O₂↑+16H₂O

（2）8×10^-5 mol  （3）

（4）A反應快

解析：配平A、B兩式，然后兩式疊加得總反應式：2+8H₂O₂+16H⁺====4Cr³⁺+7O₂↑+16H₂O；根據A式或總反應式得

                  —      4H₂O₂,

1×10^-3×0.02 mol     4×1×10^-3×0.02 mol

即1 mL濃度為0.02 mol·L^-1的K₂Cr₂O₇溶液可與8×10^-5 mol H₂O₂恰好完全反應；依據價鍵飽和原則，根據熟知的O==C==O和H—O—O—H結構類推，可得CrO₅的結構式；根據題給信息（1）（2）可知A反應快。