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1、2020-2021 備戰(zhàn)高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡- 經(jīng)典壓軸題一、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1某化學(xué) 趣小 在一次 探究中 ,向草酸溶液中逐滴加入酸性高 酸 溶液 ,溶液褪色先慢后快,即反 速率由小 大。小 成 此“異常 ” 象展開 ,猜想造成 種 象的最可能原因有兩種,并 此 行探究 。猜想 :此反 程放 ,溫度升高,反 速率加快;猜想 : 。( 目的)探究草酸與高 酸 反 的速率 化“異常 ”原因( 用品) 器: 管、膠 滴管、量筒、 匙、玻璃棒等; : 0.1mol/L H 2C2O4 溶液、 0.05mol/L KMnO 4(硫酸酸化)溶液等。 你根據(jù) 趣小 的 探究 思路, 充完整
2、所缺內(nèi)容。( 1)草酸( H2C2O4,弱酸)與酸性 KMnO4 溶液反 的離子方程式 ( 2)要完成 猜想 的 ,至少 需要一種 器是( 3)猜想 可是 :_要 猜想 , 行 要 充一種 及一種 器,分 是(4)基于猜想 成立, 方案 行 , 完成以下 表內(nèi)容。 管 A 管 B加入 象(褪色 ) 猜想 正確2+2+【答案】( 1) 5H2C2O4 +2MnO4+6H =10CO2 +2Mn +8H2O(2)溫度 ( 3)生成的 Mn 2+ 反 有催化作用,加快反 速率;MnSO4( s)和秒表(4)基于猜想 成立, 方案 行 , 完成以下 表內(nèi)容。 管 A 管 B加入 224溶液、224溶液
3、、 1mL2mL0.1mol/L H C O2mL0.1mol/L H C O1mL 0.05mol/L 酸性 KMnO40.05mol/L 酸性 KMnO4,少量MnSO ( s)4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色時(shí)褪色較慢褪色較快間)結(jié)論猜想 正確(加入試劑時(shí)只要 A 試管與 B 試管所加的 0.1mol/L H 2C2 O4 溶液、 0.05mol/L 酸性 KMnO4 體積相等即給分。)【解析】試題分析:猜想II:影響反應(yīng)速率的因素有濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑,而草酸與高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng):5H2C2O4+2MnO 4-+6H+=10CO2 +2 Mn2+8H2O,溶液褪色先慢后快,即反應(yīng)速率由小變大,反
4、應(yīng)物是溶液,無氣體,故不能是反應(yīng)物的濃度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生的影響,則只能是生成的產(chǎn)物又做了此反應(yīng)的催化劑,加快了反應(yīng)速率,故答案為生成的Mn 2+在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率;(1)草酸中的碳元素被在酸性條件下能被高錳酸鉀溶液氧化為CO2,高錳酸根能被還原為Mn 2+,根據(jù)得失電子數(shù)守恒來配平可得離子方程式為: 5H22 44-+22+2C O +2MnO+6H =10CO +2 Mn +8H O;( 2)由于猜想 I 是認(rèn)為可能是由于反應(yīng)放熱導(dǎo)致體系溫度升高而加快了反應(yīng)速率,故應(yīng)測(cè)量反應(yīng)前和反應(yīng)開始后一段時(shí)間的溫度變化,則還缺少溫度計(jì);(3)猜想 II 是認(rèn)為生成的 Mn 2+
5、在反應(yīng)中起到催化劑的作用,由于Cl-也能使高錳酸鉀溶液褪色,故為了避免 Cl-的干擾,故應(yīng)補(bǔ)充MnSO4 固體,通過測(cè)量溶液褪色的時(shí)間的長(zhǎng)短來驗(yàn)證猜想,則還需的儀器是秒表;(4)要通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想 ,則實(shí)驗(yàn) B 和實(shí)驗(yàn) A 的試劑的選擇應(yīng)除了MnSO4 固體不同,其他均應(yīng)相同,故試管B 內(nèi)加入的試劑是在試管A 試劑的基礎(chǔ)上多加了MnSO4(s),由于結(jié)論是猜想II 成立,則試管B 的褪色時(shí)間應(yīng)該比試管A 的更快,故答案為試管A試管 B加入試劑224溶液、224溶液、 1mL2mL0.1mol/L H C O2mL0.1mol/L H C O1mL 0.05mol/L 酸性 KMnO40.
6、05mol/L 酸性 KMnO4,少量 MnSO4( s)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色褪色較慢褪色較快時(shí)間)結(jié)論猜想 正確2 化學(xué)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。探究反應(yīng)速率的影響因素設(shè)計(jì)了如下的方案并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(忽略溶液混合體積變化 )。限-12 2 4-1選試劑和儀器: 0.20 mol L4溶液 (酸性 )、蒸餾水、試管、H C O溶液、 0.010 mol LKMnO量筒、秒表、恒溫水浴槽-1-1物理量V(0.20 mol L V(蒸餾水) /mLV( 0.010 mol LT/ 乙H2C2O4 溶液 )/mLKMnO4 溶液) /mL2.004.0502.004.0251.004.025(1)上述實(shí)驗(yàn) 、
7、 是探究 _對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;若上述實(shí)驗(yàn)、 是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則a 為 _;乙是實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量,則表格中“乙 ”應(yīng)填寫 _ 。測(cè)定 H2C2O4xH2O 中 x 值 已知: M (H2C2O4 )=90 g mol -1稱取 1.260 g 純草酸晶體,將其酸制成100.00 mL 水溶液為待測(cè)液;取 25.00mL 待測(cè)液放入錐形瓶中,再加入適的稀H2SO4;-1標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。用濃度為 0.05 000 mol L的 KMnO4(2)請(qǐng)寫出與滴定有關(guān)反應(yīng)的離子方程式_ 。(3)某學(xué)生的滴定方式(夾持部分略去)如下,最合理的是_ (選填 a、 b)。(4)由圖可知消
8、耗KMnO4 溶液體積為 _mL 。(5)滴定過程中眼睛應(yīng)注視_ 。(6)通過上述數(shù)據(jù),求得x= _ 。以標(biāo)準(zhǔn) KMnO4 溶液滴定樣品溶液的濃度,未用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4 溶液潤(rùn)洗滴定管,引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果_(偏大、偏小或沒有影響) ?!敬鸢浮繙囟?.0 溶液褪色時(shí)間 /s5H2 2 42MnO4 6H22 8H2C O=10CO 2MnO b20.00 錐形瓶中顏色變色2 偏小【解析】【分析】【詳解】(1)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素,要求其他條件不變,即探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響;混合溶液的總體積都是6.0mL,因此 a=1.0;反應(yīng)的快慢是通過酸性高錳酸鉀溶液的褪色快慢來確定的,因此乙中要測(cè)定的物理
9、量是溶液褪色時(shí)間,單位為s;(2)草酸具有還原性,高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,把C 轉(zhuǎn)化成 COMn2,2,本身被還原成根據(jù)化合價(jià)升降法,進(jìn)行配平,因此離子反應(yīng)方程式為:5H2 C2O4 2MnO 4 6H=10CO22Mn 2 8H2O;(3)酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物質(zhì),堿式滴定管只能盛放堿性溶液,即b 正確;(4)滴定前刻度為 0.90ml ,滴定后刻度是 20.90ml ,消耗高錳酸鉀的體積為(20.900.90)mL=20.00mL;(5)滴定過程中,眼睛應(yīng)注視錐形瓶中溶液顏色變化;(6)100mL 溶液中草酸物質(zhì)的量為3 0.05 5 100/(2 25)mol=0,.01mol.
10、260 (9020 1018x)=0.01,解得 x=2;未用待盛液潤(rùn)洗滴定管,稀釋標(biāo)準(zhǔn)液,消耗高錳酸鉀體積增大,草酸的質(zhì)量增大, x 偏小。3 某小組同學(xué)以不同方案探究Cu 粉與 FeCl3 溶液的反應(yīng)。( 1)甲同學(xué)向 FeCl3 溶液中加入 Cu 粉,觀察到溶液的顏色變?yōu)闇\藍(lán)色,由此證明發(fā)生了反應(yīng),其離子方程式是 _。( 2)乙同學(xué)通過反應(yīng)物的消耗證明了上述反應(yīng)的發(fā)生:將Cu 粉加入到滴有少量 KSCN的FeCl3 溶液中,觀察到溶液紅色褪去,有白色沉淀針對(duì)白色沉淀A,查閱資料:A 可能為 CuCl 和A 產(chǎn)生。CuSCN(其中硫元素的化合價(jià)為-2 價(jià) )中的一種或兩種。實(shí)驗(yàn)過程如下:請(qǐng)
11、回答:.根據(jù)白色沉淀B 是 _(填化學(xué)式 ),判斷沉淀 A 中一定存在 CuSCN。.僅根據(jù)白色沉淀A 與過量濃 HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不能判斷白色沉淀A 中一定存在 CuSCN,從氧化還原角度說明理由:_。.向?yàn)V液中加入a 溶液后無明顯現(xiàn)象,說明A 不含 CuCl,則 a 是 _(填化學(xué)式 )。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),證明 A 僅為 CuSCN。進(jìn)一步查閱資料并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了CuSCN的成因,將該反應(yīng)的方程式補(bǔ)充完整:2+-Cu + SCN?= CuSCN+ (SCN)2_結(jié)合上述過程以及Fe(SCN)? Fe3+3SCN?-的平衡,分析(2)中溶液紅色褪去的原因:3_。( 3)已知 (SCN)2
12、稱為擬鹵素,其氧化性與 Br2 相近。將 KSCN溶液滴入( 1)所得的溶液中,觀察到溶液變紅色,則溶液變紅的可能原因是_或 _。【答案】 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+BaSO4+1 價(jià)銅也可將濃HNO3 還原AgNO3 2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)23+反應(yīng)生成2+3+2+-CuSCN沉Cu 和 FeCu 使c(Fe )減小; Cu 和SCN反應(yīng)生成-Fe(SCN)3 濃度減小,溶液紅色褪去3+淀使 c(SCN)減小,均使該平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致Fe 有剩余 空氣中的 O2將 Fe2+氧化; (SCN)2將 Fe2+氧化【解析】【分析】( 1)鐵離子具有氧化性,能夠把
13、銅氧化為銅離子;( 2) I 不溶于稀硝酸的白的沉淀為硫酸鋇; . 亞銅離子具有還原性,也能被硝酸氧化; . 檢驗(yàn)氯離子,應(yīng)加入硝酸銀溶液;據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,寫出反應(yīng)的方程式;根據(jù)濃度對(duì)平衡移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析;( 3)亞鐵離子具有強(qiáng)還原性,空氣中氧氣、溶液中(SCN) 2 都有可能把亞鐵離子氧化為鐵離子?!驹斀狻? 甲同學(xué)向 FeCl 3 溶液中加入 Cu 粉,觀察到溶液的顏色變?yōu)闇\藍(lán)色,由此證明發(fā)生了氧化還原反應(yīng),生成 Cu2 ,其離子方程式是 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+;故答案為: Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+;2 A 可能為 CuCl 和 CuSCN(其中硫
14、元素的化合價(jià)為2 價(jià) ) 中的一種或兩種,白色沉淀與過量濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色的NO 2 和含 Cu 2的藍(lán)色溶液,向藍(lán)色溶液中加入過量硝酸鋇溶液,生成不溶于硝酸的鋇鹽沉淀,則白色沉淀B 是 BaSO4 ;故答案為: BaSO4 ;價(jià)銅也可將濃HNO 3 還原,故僅根據(jù)白色沉淀A 與過量濃 HNO 3 反應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)1象,不能判斷白色沉淀A 中一定存在 CuSCN,故答案為:1價(jià)銅也可將濃 HNO 3 還原; 檢驗(yàn)氯離子,應(yīng)加入硝酸銀溶液,則a 是 AgNO 3 ,故答案為: AgNO 3 ; 據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,該反應(yīng)的方程式為2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)2,
15、故答案為: 2Cu2+4SCN-=2CuSCN +(SCN)2; Cu 和 Fe3 反應(yīng)生成 Cu 2 使 c Fe3減小; Cu 2 和 SCN 反應(yīng)生成 CuSCN沉淀使c SCN 減小,均使該平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致Fe(SCN) 3 濃度減小,溶液紅色褪去,故答案為: Cu 和 Fe3+反應(yīng)生成Cu2+使 c(Fe3+)減??; Cu2+和 SCN-反應(yīng)生成CuSCN沉淀使-Fe(SCN)3 濃度減小,溶液紅色褪去;c(SCN)減小,均使該平衡正向移動(dòng),導(dǎo)致3 將 KSCN溶液滴入 1 所得的溶液中,觀察到溶液變紅色,則溶液含F(xiàn)e3,溶液變紅的可能原因是 Fe3 有剩余;空氣中的O 2 將 F
16、e2 氧化; (SCN) 2 將 Fe2氧化,故答案為: Fe3+有剩余;空氣中的O2 將 Fe2+氧化; (SCN)2 將 Fe2+氧化。4 草酸( H 2 C2O 4)溶液與酸性KMnO 4 溶液反應(yīng)時(shí),溶液褪色總是先慢后快,某學(xué)習(xí)小組探究反應(yīng)過程中使褪色加快的主要原因,過程如下:(查閱資料)KMnO 4 溶液氧化 H 2C2O4 的反應(yīng)歷程為:(提出假設(shè))假設(shè)1:該反應(yīng)為放熱假設(shè) 2:反應(yīng)生成的Mn2 +對(duì)該反應(yīng)有催化作用假設(shè) 3: K+對(duì)該反應(yīng)有催化作用該小組同學(xué)未提出濃度使反應(yīng)速率加快的假設(shè),原因是_。(設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn))(1)( H C O2H O)500mL0.10mol / LH
17、 C O2 2 42,配置2 2 4溶液。稱取 _g 草酸晶體在上述過程中必須用到的2 種定量?jī)x器是托盤天平和_。下列操作會(huì)使所配溶液濃度偏低的是_( 填下列選項(xiàng)的字母序號(hào))。A 稱取草酸晶體時(shí),將草酸晶體放在托盤天平右盤B 定容時(shí)俯視刻度線C 將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸餾水D 搖勻后,發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線,立即用膠頭滴管加水再定容(2)完成探究,記錄數(shù)據(jù)實(shí)燒杯中所加試劑及用量 (mL)溶液褪驗(yàn)0.10mol / L等濃度0.50mol / L控制條件色時(shí)間編H2OH 2C2 O 4 溶KMnO 4( s)號(hào)稀硫酸溶液液13020302018230203020水浴控制溫度
18、1565330203020加入少量3.6MnSO 4 固體加入43020x205mL 0.10mol / L18K 2SO4 溶液則 x _,假設(shè) _成立。(3)4能氧化水中有機(jī)物等因素,配置好穩(wěn)定的KMnO4溶液,其濃度需標(biāo)由于 KMnO定取 10.00mL 0.10mol / L H 2 C2O4溶液于錐形瓶中,加入10mL0.50mol / L 稀硫酸,用中 KMnO4溶液滴定至錐形瓶中恰好呈淺紫色,且半分鐘不褪色,記錄數(shù)據(jù),平行(2)三次實(shí)驗(yàn),平均消耗 KMnO 4溶液 40.00mL ,則草酸溶液與酸性KMnO 4 溶液反應(yīng)的離子方程式為: _,上述實(shí)驗(yàn)中 KMnO 4 溶液的物質(zhì)的
19、量濃度為_?!敬鸢浮侩S反應(yīng)物濃度降低,反應(yīng)速率減慢6.3500mL 容量瓶AD 25mL 25H 2 C2 O 4 2MnO 4 6H10CO 22Mn 28H 2O0.010mol / L【解析】【詳解】隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度逐漸降低,故濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響是會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢,而根據(jù)題意可知,反應(yīng)速率是先慢后快,故不可能是濃度導(dǎo)致的反應(yīng)速率的變化,故答案為:隨反應(yīng)物濃度降低,反應(yīng)速率減慢;【設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)】(1)配制 500mL 0.10mol / L H 2C2O 4 溶液,所需的草酸的物質(zhì)的量n cV 0.5L 0.10mol/ L0.05mol ,即需要的草酸晶體 ( H 2C2
20、O4 2H 2 O)的物質(zhì)的量為 0.05mol ,質(zhì)量 m nM0.05mol 126g / mol6.3g ,故答案為: 6.3;配制過程中用到的儀器是:托盤天平、燒杯、玻璃棒、500mL 容量瓶、膠頭滴管,其中用到的 2 種定量?jī)x器是托盤天平和500mL 容量瓶,故答案為:500mL 容量瓶;A、稱取草酸晶體時(shí),將草酸晶體放在托盤天平右盤此時(shí)m 物m砝 m 游 ,會(huì)導(dǎo)致所稱量的藥品的質(zhì)量偏小,則濃度偏低,故A 選;B、定容時(shí)俯視刻度線,會(huì)導(dǎo)致溶液體積偏小,則濃度偏大,故B 不選;C、只要最后定容時(shí)凹液面與刻度線相切即可,至于水是事先就有的還是后來加入的,對(duì)濃度無影響,故 C 不選;D、搖
21、勻后,發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線是正常的,立即用膠頭滴管加水,會(huì)導(dǎo)致溶液的濃度偏低,故 D 選;AD 正確,故答案為:AD;(2)若要探究K 對(duì)該反應(yīng)有無催化作用,必須保持其他的影響因素如H 2C 2O4 的濃度、KMnO 4 的濃度以及稀硫酸的濃度與實(shí)驗(yàn)1 是相同的,而H 2 C 2O 4 、 KMnO 4 以及稀硫酸的加入的物質(zhì)的量相同,故若使?jié)舛认嗤瑒t必須使溶液體積與實(shí)驗(yàn)1 相同,故加入的水的體積 x25mL ,根據(jù)溶液褪色的時(shí)間可以看出,Mn 2 對(duì)該反應(yīng)有催化作用,導(dǎo)致反應(yīng)速率加快,溶液褪色的時(shí)間縮短,故假設(shè)2 是成立的,故答案為:25mL;2 ;(3)根據(jù)題干信息可知:KMnO 4
22、溶液與 H 2C2O4 發(fā)生氧化還原反應(yīng),KMnO 4 被還原為Mn 2 , H 2C2 O4 被氧化為CO2 ,故離子方程式為:5H 2 C2 O 42MnO 46H10CO 22Mn 28H 2O ;設(shè) KMnO 4溶液的物質(zhì)的量濃度為 ymol / L ,根據(jù)反應(yīng):5H2C2 O4+2MnO4-+6H+ =10CO2 +2Mn 2+ +8H2O520.01L0.10mol/Lymol / L0.04L52解得 y 0.010 ,故答案為: 0.010mol / L 。可得:0.0010.04y5 某課外活動(dòng)小組對(duì)“外界條件對(duì)銅與稀硝酸反應(yīng)速率的影響”作了如下探究(1)現(xiàn)有以下儀器和用品:
23、橡膠管、秒表、溫度計(jì)、amol/L 稀硝酸、 bmol/L 稀硝酸及下圖中儀器寫出本實(shí)驗(yàn)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)方向和數(shù)目:_ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在_下,測(cè)定 _ 在答卷的圖中將A、 B、 C、 D、幾處用橡膠管以正確方式連接起來,以測(cè)定反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的體積(三個(gè)容器中的液體和水都已畫出)_測(cè)定前,為避免NO 被氧化為 NO2,要用CO2 排出錐形瓶和橡膠管中的空氣:在錐形瓶中加入銅片后松開 K2彈簧夾,從221K 處的橡膠管向裝置中通入CO,此時(shí) K 處應(yīng)進(jìn)行的操作是 _,則空氣已排盡(2)注入稀硝酸后,在給定條件下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究濃度和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:溫度25 、 50 ;時(shí)間 t、
24、t 、 t ;收集氣體體積V、 V 請(qǐng)完成下表: _12312實(shí)驗(yàn)稀硝酸的濃度稀硝酸的體溫度時(shí)間收集氣體編號(hào)/(mol/L)積 /mL/ /min的體積 /mLaV25t 1V1VV【答案】相同稀硝酸濃度、不同溫度(或相同溫度、不同稀硝酸濃度)相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間)松開 K1 彈簧夾,接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止實(shí)驗(yàn)稀硝酸的濃度稀硝酸的體溫度時(shí)間收集氣體編號(hào)/(mol/L)積 /mL/ /min的體積/mLaV25t1V1bV25t (或t )V (V )1221a(或 b)V50t(或 t )V (或 V )2112(只要組合體現(xiàn)唯一變量、時(shí)間同則
25、氣體體積不同;時(shí)間不同則氣體體積相同,均給分)【解析】【詳解】(1)因銅失去電子,HNO3 得到電子,銅作還原劑被氧化,而稀硝酸中的氮元素被還原為 NO,化學(xué)方程式為: 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3) 2+2NO +4H2O;電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目用單線橋表示為;從所給的藥品和儀器可知,本實(shí)驗(yàn)可以探究硝酸濃度的不同或溫度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響,而要探究一個(gè)影響因素,則必須保持其他影響因素一致,故若探究硝酸濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,則溫度相同,反之,若溫度不同,則硝酸濃度相同;測(cè)定反應(yīng)速率的快慢,可以通過測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間來進(jìn)行,故答案為:相同稀硝酸濃度、不同
26、溫度(或相同溫度、不同稀硝酸濃度);相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(或產(chǎn)生相同體積的氣體所需的時(shí)間);根據(jù)題意可知,此裝置應(yīng)為排水量氣裝置,而 D 為反應(yīng)的發(fā)生裝置,生成的氣體通過軟管進(jìn)入量氣管,將其中的水排出,即量氣管起排水量氣的作用,排出的水進(jìn)入貯水管,而貯水管起到貯水的作用,故橡膠軟管的應(yīng)D 接 C 接 B 接 A,故圖為:;由于量氣管起到收集NO 的作用,故要將錐形瓶到量氣管間的空氣排干凈,從K2 處的橡膠管向裝置中通入CO2 ,松開 K1 彈簧夾,在K1 處接盛有澄清石灰水的燒杯,直到石灰水變渾濁時(shí)為止,故答案為:松開K1 彈簧夾,接導(dǎo)管通入澄清石灰水至出現(xiàn)白色渾濁為止;(2)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究
27、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則必須保持其他影響反應(yīng)速率的影響因素一致,故若的稀硝酸的濃度為b,則應(yīng)保持溫度與的相同即25,而由于稀硝酸的濃度不同,故反應(yīng)速率不同,則在相同的時(shí)間段內(nèi),收集到的其他的體積要不同,即時(shí)間為 t 1,則收集到的氣體體積應(yīng)為 V2;或收集相同體積的氣體時(shí),所需的時(shí)間不同,即收集到的氣體體積也為 V1,但所需時(shí)間為 t2;既然對(duì)比試驗(yàn)探究的是濃度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響,則探究的是溫度的不同對(duì)反應(yīng)速率的影響,故中溫度應(yīng)為50,則稀硝酸的濃度應(yīng)為a,而由于溫度不同,故反應(yīng)速率不同,則在相同的時(shí)間段內(nèi),收集到的其他的體積要不同,即時(shí)間為t 1,則收集到的氣體體積應(yīng)為V2;或收集相
28、同體積的氣體時(shí),所需的時(shí)間不同,即收集到的氣體體積也為V1,但所需時(shí)間為t 2,故答案為:實(shí)驗(yàn)稀硝酸的濃度稀硝酸的體溫度時(shí)間收集氣體編號(hào)/(mol/L)積 /mL/ /min的體積 /mLaV25t1V1bV25t1(或 t2)V2 (或 V1 )a(或 b)V50t2(或 t1)V1 (或 V2 )。6 某小組研究了銅片與5.6 mol?L-1 HNO 3 反應(yīng)的速率,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象記錄如下表。實(shí)驗(yàn)時(shí)間段現(xiàn)象015min1525min2530min3050min銅片表面出現(xiàn)極少氣泡銅片表面產(chǎn)生較多氣泡,溶液呈很淺的藍(lán)色銅片表面均勻冒出大量氣泡銅片表面產(chǎn)生較少氣泡,溶液藍(lán)色明顯變深,液面上方呈淺棕色
29、為探究影響該反應(yīng)速率的主要因素,小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn) I :監(jiān)測(cè)上述反應(yīng)過程中溶液溫度的變化,所得曲線如下圖。實(shí)驗(yàn) II : - 試管中加入大小、形狀相同的銅片和相同體積、5.6 mol?L-1 HNO 3 。結(jié)果顯示: Cu(NO 3 ) 2、 NO 對(duì) Cu 和 HNO 3 反應(yīng)速率的影響均不明顯,NO 2 能明顯加快該反應(yīng)的速率。實(shí)驗(yàn) III :在試管中加入銅片和5.6 mol?L-1 HNO 3 ,當(dāng)產(chǎn)生氣泡較快時(shí),取少量反應(yīng)液于試管中,檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其中含有NO 2-。(1)根據(jù)表格中的現(xiàn)象,描述該反應(yīng)的速率隨時(shí)間的變化情況:_。( 2)實(shí)驗(yàn) I 的結(jié)論:溫度升高 _(填“是”或“不是
30、”)反應(yīng)速率加快的主要原因。( 3 )實(shí)驗(yàn) II 的目的是: _ 。( 4 )小組同學(xué)查閱資料后推測(cè):該反應(yīng)由于生成某中間產(chǎn)物而加快了反應(yīng)速率。請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn) II、 III,在下圖方框內(nèi)填入相應(yīng)的微粒符號(hào)_ _,以補(bǔ)全催化機(jī)理。(5)為驗(yàn)證( 4)中猜想,還需補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn):_(請(qǐng)寫出操作和現(xiàn)象)?!敬鸢浮糠磻?yīng)速率先變快后變慢不是 檢驗(yàn) Cu NO3 2 、NO、NO2 能否加快銅和硝酸反應(yīng)的速率NO2 NO2 在試管 A 、 B 中均加入相同的銅片和等體積的 5.6 mol gL 1硝酸,向 B 中加入 NaNO2 固體,產(chǎn)生氣泡的速率B 比 A 快。【解析】【分析】(1)表格中的現(xiàn)象變化:極少
31、氣泡較多氣泡大量氣泡較少氣泡;(2) 5 30min,溫度不變,但是1530min ,反應(yīng)速率加快;(3 )實(shí)驗(yàn) II結(jié)論: Cu(NO 3) 2、 NO 對(duì) Cu 和 HNO 3 反應(yīng)速率的影響均不明顯, NO 2能明顯加快該反應(yīng)的速率;(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)II與實(shí)驗(yàn) III,實(shí)驗(yàn) II :可知 NO 2 能明顯加快該反應(yīng)的速率。實(shí)驗(yàn)III :發(fā)現(xiàn)其中含有 NO -2 。再根據(jù)化合價(jià)的升降可判斷;(5)中間產(chǎn)物為NO -2 ;【詳解】( 1)根據(jù)表格中的氣泡多少的現(xiàn)象,可知該反應(yīng)的速率隨時(shí)間的變化情況:反應(yīng)速率先變快后變慢;( 2)由分析可知,溫度不變時(shí)反應(yīng)速率卻加快,故溫度升高不是反應(yīng)速率加快的
32、主要原因;(3 )由分析可知,實(shí)驗(yàn)II的目的是:檢驗(yàn)Cu(NO 3 ) 2、 NO 、 NO 2 能否加快銅和硝酸反應(yīng)的速率;2+-(4) CuCu ,化合價(jià)升高,則的化合價(jià)降低,故為NO 2 ,為 NO 2 ;(5)驗(yàn)證中間產(chǎn)物NO -2加快了反應(yīng)速率,則可以在試管A 、B 中均加入相同的銅片和等體積的5.6 mol?L-1 硝酸,向B 中加入NaNO 2 固體,產(chǎn)生氣泡的速率B 比 A快。7 某酸性工業(yè)廢水中含有3 。K Cr O。光照下,草酸 (H C O) 能將其中的 Cr O 轉(zhuǎn)化為 Cr2272242某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬Al 2Fe(SO4 ) 424H2O即可對(duì)該反應(yīng)起催
33、化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下:(1) 在 25 下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表( 表中不要留空格 ) 。實(shí)驗(yàn)初始廢水樣品草酸溶液蒸餾水編號(hào)pH體積 /mL體積 /mL體積 /mL46010305601030560_測(cè)得實(shí)驗(yàn)和溶液中的Cr2O72濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_ ( 填化學(xué)式 ) 。(3)實(shí)驗(yàn)和的結(jié)果表明_;實(shí)驗(yàn)中 0 t 1 時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr 3 ) _ molL1min 1( 用代數(shù)式表示 ) 。(4) 該課題組對(duì)鐵明礬 A
34、l 2Fe(SO4) 424H2O 中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:假設(shè)一: Fe2 起催化作用;假設(shè)二: _;假設(shè)三: _;(5) 請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。 除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、 FeSO4、 K2SO4Al 2(SO4) 324H2O、Al 2(SO4) 3 等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論_(6)某化學(xué)興趣小組要完成中和熱的測(cè)定,實(shí)驗(yàn)桌上備有大、小兩個(gè)燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌棒、0.5 mol L -1 鹽酸、 0.55 mol L
35、 -1 NaOH溶液 , 實(shí)驗(yàn)尚缺少的玻璃用品是 _、 _。(7)他們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:溶液溫度中和熱實(shí)驗(yàn)用品t 1t 2H50 mL50 mL0.55 mol L-10.5 mol L-120 23.3NaOH溶液HCl 溶液50 mL50 mL0.55 mol L-10.5 mol L-120 23.5 NaOH溶液HCl 溶液已知 :Q=cm(t 2-t 1), 反應(yīng)后溶液的比熱容c 為 4.18 kJ -1 kg -1 , 各物質(zhì)的密度均為 1-3。計(jì)算完成上表中的_。gcmH(8) 若用 KOH代替 NaOH,對(duì)測(cè)定結(jié)果 _( 填“有”或“無” ) 影響 ; 若用醋酸代替 HCl
36、做實(shí)驗(yàn), 對(duì)測(cè)定結(jié)果 H_( 填“偏大”或“偏小”無影響 ) ?!敬鸢浮?20 20CO 溶液 pH 對(duì)該反應(yīng)的速率有影響2(c 0-c 1)/t 1Al3起催化作用2SO2起催化作用用等物質(zhì)的量的K SOAl2(SO )24H O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其424432他條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中2) 大于實(shí)驗(yàn)c(Cr 2O7中的 c(Cr 2O72) 則假設(shè)一成立,若兩溶液中的c(Cr 2O72 ) 相同,則假設(shè)一不成立量筒溫度計(jì) - 56.85kJ mol -1無偏大【解析】【分析】(1)中 pH 不同,是探究pH對(duì)速率的影響;則是探究不同濃度時(shí)草酸對(duì)速率的影
37、響;(2)草酸中碳元素化合價(jià)為+3 價(jià),被氧化為2-3+4 價(jià), Cr O 轉(zhuǎn)化為 Cr ,根據(jù)電子守恒來計(jì)27算;(3)實(shí)驗(yàn)表明溶液pH 越小,反應(yīng)的速率越快,根據(jù)公式求算;(4)根據(jù)鐵明礬的組成分析;(5)做對(duì)比實(shí)驗(yàn):要證明 Fe2+起催化作用,需做對(duì)比實(shí)驗(yàn),再做沒有 Fe2+ 存在時(shí)的實(shí)驗(yàn),用等物質(zhì)的量 K2SO4?Al 2(SO4) 3?24H2O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn);( 6)根據(jù)中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)步驟選用需要的儀器,然后判斷還缺少的儀器;( 7)先求出 2 次反應(yīng)的溫度差,根據(jù)公式 Q=cmT來求出生成 0.025mol 的水放出熱量,最后根據(jù)中
38、和熱的概念求出中和熱;( 8)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)?!驹斀狻浚?1)中 pH 不同,是探究 PH對(duì)速率的影響;則是探究不同濃度時(shí)草酸對(duì)速率的影響,故答案為初始廢水樣品草酸溶液蒸餾水實(shí)驗(yàn)編號(hào)體積 /mL體積 /mL體積 /mLpH2020(2)草酸中碳元素化合價(jià)為+3 價(jià),氧化產(chǎn)物為CO2,被氧化為 +4 價(jià),化合價(jià)共升高2 價(jià),2-轉(zhuǎn)化為3+6 價(jià),根據(jù)電子守恒,參加反應(yīng)的2-Cr OCr ,化合價(jià)共降低了Cr O 與草酸的物質(zhì)2727的量之比為是1: 3,離子方程式為:2-+3+Cr2O7+3H2C2O4 +8H=6CO2+2Cr+7H2O,故答案為2-+3+7HO;C
39、r2 O+3H C O+8H=6CO+2Cr722422(3)由實(shí)驗(yàn)表明溶液pH越小,反應(yīng)的速率越快,所以溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響, v( Cr3+) =2v( Cr2O72- ) =2(c 0-c 1)/t 1mol?L -1 ?min-1,故答案為2(c 0-c 1)/t1 溶液 pH 對(duì)該反應(yīng)的速率有影響;( 4)根據(jù)鐵明礬 Al 2Fe( SO4) 4?24H2O組成分析, Al 3+起催化作用; SO42- 起催化作用,故答案為 Al 3+起催化作用; SO42- 起催化作用;( 5)要證明 Fe2+起催化作用,需做對(duì)比實(shí)驗(yàn),再做沒有Fe2+存在時(shí)的實(shí)驗(yàn),所以要選K2SO4?Al
40、 2( SO4) 3?24H2O,注意由于需要控制Al 3+和 SO42- 濃度比,不要選用K2SO4 和 Al 2(SO4) 3;用等物質(zhì)的量 K2SO4?Al 2( SO4)3?24H2O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中2-)大于實(shí)驗(yàn)c( Cr2O7中 c( Cr O2-),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的2-)相同,則假設(shè)一不成立;故答c( Cr O2727案為實(shí)驗(yàn)方案預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量 K2SO4?Al 2(SO4) 3?24H2O代反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中2-)大c(Cr2O7替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條于實(shí)驗(yàn)中2 72-),則假設(shè)一成立;若兩c(Cr O件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)
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