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1、【化學(xué)】化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的專項培優(yōu)練習(xí)題( 含答案 ) 附答案解析一、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡1 研究 +6 價鉻鹽不同條件下微粒存在形式及氧化性,某小組同學(xué)進行如下實驗:已知: cr2o72- ( 橙色 )+ h2o 2cro42- ( 黃色 )+ 2h+ h=+13. 8kj/ mol , +6 價鉻鹽在一定條件下可被還原為 cr3+, cr3+在水溶液中為綠色。(1)試管 c 和 b 對比,推測試管c 的現(xiàn)象是 _ 。(2)試管 a 和 b 對比, a 中溶液橙色加深。甲認(rèn)為溫度也會影響平衡的移動,橙色加深不c h+c h+) 增大對平衡的影響。你認(rèn)為是一定是 ( ) 增大影響的
2、結(jié)果;乙認(rèn)為橙色加深一定是(否需要再設(shè)計實驗證明?_(“是”或“否”),理由是_ 。(3)對比試管 a、b、c 的實驗現(xiàn)象,可知 ph 增大c(cr2 o72- )c(cro4_(選填“增大”,2- )“減小”,“不變”);(4)分析如圖試管 c 繼續(xù)滴加 ki 溶液、過量稀 h24+6 價鉻鹽氧化性so 的實驗現(xiàn)象,說明強弱為 cr2 72-42 - (填“大于”,“小于”,“不確定”);寫出此過程中氧o _cro化還原反應(yīng)的離子方程式_。( 5)小組同學(xué)用電解法處理含 cr2 o72- 廢水,探究不同因素對含 cr2o72- 廢水處理的影響,結(jié)果如表所示( cr2o72- 的起始濃度,體積
3、、電壓、電解時間均相同)。實驗是否加入否否加入 5g否fe ( so )324是否加入 h2 4否加入 1ml加入 1ml加入 1mlso電極材料陰、陽極均為石陰、陽極均為石陰、陽極均為石陰極為石墨,墨墨墨陽極為鐵2 72-的去除率 /%0.92212.720.857.3cr o實驗中 cr2 72- 放電的電極反應(yīng)式是 _。o實驗中 fe3+去除 cr2o72- 的機理如圖所示,結(jié)合此機理,解釋實驗iv 中 cr2 o72- 去除率提高較多的原因 _ ?!敬鸢浮咳芤鹤凕S色否 cr2o72- ( 橙色 )+ h2o ?cro42- ( 黃色 )+ 2h+正向是吸熱反應(yīng),若因濃 h24so 溶于
4、水而溫度升高,平衡正向移動,溶液變?yōu)辄S色。而實際的實驗現(xiàn)象是溶液橙色加深,說明橙色加深就是增大c( h+) 平衡逆向移動的結(jié)果減小 大于cr2 72-+6i-o+14h+3+3i222-+6e-+3+7h22+2+=2cr2 7+14h =2cro 陽極 fe 失電子生成fe, fe 與+7h ocr o2 72-在酸性條件下反應(yīng)生成fe3 +, fe3+在陰極得電子生成fe2+,繼續(xù)還原cr2 7 2-, fe2+循cr oo環(huán)利用提高了 cr2o72- 的去除率【解析】【分析】根據(jù)平衡移動原理分析對比實驗;注意從圖中找出關(guān)鍵信息?!驹斀狻浚?1)由 cr2o72- ( 橙色 )+ h2o
5、2cro42- ( 黃色 )+ 2h+及平衡移動原理可知,向重鉻酸鉀溶液中加入氫氧化鈉溶液后,可以減小溶液中的氫離子濃度,使上述平衡向正反應(yīng)方向移動,因此,試管c 和 b(只加水,對比加水稀釋引起的顏色變化)對比,試管c 的現(xiàn)象是:溶液變?yōu)辄S色。(2)試管 a 和 b 對比, a 中溶液橙色加深。甲認(rèn)為溫度也會影響平衡的移動,橙色加深不一定是c h+c h+) 增大對平衡的影響。我認(rèn)為不( ) 增大影響的結(jié)果;乙認(rèn)為橙色加深一定是(需要再設(shè)計實驗證明,故填否。理由是:cr2o72- ( 橙色 )+ h2o ?cro42- ( 黃色 )+ 2h+正向是吸熱反應(yīng),濃 h2so4 溶于水會放出大量的
6、熱量而使溶液的溫度升高,上述平衡將正向移動,溶液會變?yōu)辄S色。但是,實際的實驗現(xiàn)象是溶液的橙色加深,說明上述平衡是向逆反應(yīng)方向移動的,橙色加深只能是因為增大了c( h+) 的結(jié)果。(3)對比試管 a、b、c 的實驗現(xiàn)象,可知隨著溶液的ph 增大,上述平衡向正反應(yīng)方向移動, c(cr2o 7 2- ) 減小,而 c(cro 4 2- )增大,故 c(cr2o72- ) 減小。c(cro42- )(4)向試管 c 繼續(xù)滴加 ki 溶液,溶液的顏色沒有明顯變化,但是,加入過量稀h2so4后,溶液變?yōu)槟G色,增大氫離子濃度,上述平衡向逆反應(yīng)方向移動,cro 2-轉(zhuǎn)化為 cr2-42o7,cr2 o72-
7、 可以在酸性條件下將 i- 氧化,而在堿性條件下,cro4 2- 不能將 i- 氧化,說明 +6 價鉻鹽氧化性強弱為: cr2o72- 大于 cro42- ;此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 cr2o72- +6i- +14h+=2cr3+3i2+7h2o。( 5)實驗中, cr2o7 2- 在陰極上放電被還原為 cr3+,硫酸提供了酸性環(huán)境,其電極反應(yīng)式是 cr2o72- +6e- +14h+=2cr3+7h2o。由實驗中 fe3+去除 cr2 72-的機理示意圖可知,加入 fe243溶于水電離出3+,在直o( so )fe流電的作用下,陽離子向陰極定向移動,故fe3+更易在陰極上得
8、到電子被還原為fe2+, fe2+在酸性條件下把 cr2o72- 還原為 cr3+。如此循環(huán)往復(fù), fe3+在陰極得電子生成fe2+,繼續(xù)還原cr2o72- , fe2+循環(huán)利用提高了 cr2o72- 的去除率。由此可知,實驗iv 中 cr2o72-去除率提高較多的原因是:陽極fe 失電子生成fe2+,fe2+與 cr2o72- 在酸性條件下反應(yīng)生成fe3+, fe3+在陰極得電子生成fe2+,繼續(xù)還原cr2o72- ,故在陰陽兩極附近均在大量的fe2+, fe2+循環(huán)利用提高了 cr2o72- 的去除率?!军c睛】本題中有很多解題的關(guān)鍵信息是以圖片給出的,要求我們要有較強的讀圖能力,能從圖中找
9、出解題所需要的關(guān)鍵信息,并加以適當(dāng)處理,結(jié)合所學(xué)的知識解決新問題。2n2 3h22nh3 合成氨工業(yè)對化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義。工業(yè)合成氨生產(chǎn)示意圖如圖所示。x 的化學(xué)式為 _;圖中條件選定的主要原因是(選填字母序號)_;a溫度、壓強對化學(xué)平衡影響b鐵觸媒在該溫度時活性大c工業(yè)生產(chǎn)受動力、材料、設(shè)備等條件的限制改變反應(yīng)條件,會使平衡發(fā)生移動。如圖表示隨條件改變,氨氣的百分含量的變化趨勢。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強時,變化趨勢正確的是(選填字母代號)_,當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時,變化趨勢正確的是(選填字母序號)_?!敬鸢浮?nh3bcca【解析】【分析】根據(jù)題中工業(yè)合成氨生產(chǎn)示意圖可知,本題考查合成氨原理及影
10、響合成氨的因素,運用化學(xué)平衡移動原理分析?!驹斀狻坑珊铣砂鄙a(chǎn)示意圖可知,原料氮氣和氫氣經(jīng)過氨的合成、氨的分離,在冷卻設(shè)備和分離器中得到最終產(chǎn)物,所以x 為氨氣 ,化學(xué)式為nh3。故答案為: nh3;a.合成氨是放熱反應(yīng),升溫會使平衡向逆反應(yīng)方向移動,不利于合成氨,因此選擇500 的溫度比較合適;增大壓強,能加快反應(yīng)速率,也能使反應(yīng)正向移動,但是過高的壓強會提高反應(yīng)成本,因此選擇 20mpa50mpa 的壓強, a 項錯誤;b實際生產(chǎn)中采用400 500 的高溫,催化劑鐵觸媒活最高,b 項正確;c工業(yè)生產(chǎn)以利益最大化為目的,所以工業(yè)生產(chǎn)受受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,c項正確;故答案為: b
11、c;合成氨工業(yè)的原理是:n2 3h22nh3, h0,因 h0,從化學(xué)平衡的角度看,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越低,越有利于合成氨,增加溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,氨氣的百分含量減少;正反應(yīng)為體積縮小的反應(yīng),所以壓強越大,越有利于合成氨,增大壓強時平衡向右進行,氨氣的百分含量增大,結(jié)合圖象可以知道 c 符合要求又因為合成氨反應(yīng)是一個放熱反應(yīng),可以得出隨著溫度的升高,平衡向氨氣減少的方向移動,結(jié)合圖象可以知道a 符合要求;故答案為: c ; a 。3 乙酸乙酯是重要的有機合成中間體,廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)。實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下:在甲試管 (如圖 )中加入 2ml 濃硫酸、 3ml 乙醇和 2
12、ml 乙酸的混合溶液。按如圖連接好裝置(裝置氣密性良好)并加入混合液,小火均勻地加熱35min 。待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱,撤出試管并用力振蕩,然后靜置待分層。分離出乙酸乙酯層、洗滌、干燥。(1)若實驗中用乙酸和含18o 的乙醇作用,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:_ ;與教材采用的實驗裝置不同,此裝置中采用了球形干燥管,其作用是 _ 。(2)甲試管中,混合溶液的加入順序:_ ;(3)步驟中需要用小火均勻加熱,其主要原因是_ ;(4)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是_(填字母代號 )。a 反應(yīng)掉乙酸和乙醇b 反應(yīng)掉乙酸并吸收乙醇c 乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出
13、d 加速酯的生成,提高其產(chǎn)率(5)欲將乙試管中的物質(zhì)分離開以得到乙酸乙酯,必須使用的儀器是_;分離時,乙酸乙酯應(yīng)該從儀器 _(填:“下口放”或“上口倒”)出。(6)生成乙酸乙酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)一段時間后,下列描述能說明乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的有_(填序號 )?;旌衔镏懈魑镔|(zhì)的濃度不再變化;單位時間里,生成1mol 乙醇,同時生成 1mol 乙酸;單位時間里,生成1mol 乙酸乙酯,同時生成 1mol 乙酸。(7)為了證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學(xué)利用上圖所示裝置進行了以下 4 個實驗。實驗開始先用酒精燈微熱 3min,再加熱使之微微沸騰 3min。
14、實驗結(jié)束后充分振蕩小試管再測有機層的厚度,實驗記錄如下:有機層的實驗編號試管中試劑試管中試劑厚度 /cma2ml 乙醇、 1ml 乙酸、 3ml 18mol l-1濃硫酸3. 0b2ml 乙醇、 1ml 乙酸、 3ml h o0. 122ml 乙醇、 1ml 乙酸、 3ml 2mol l-1飽和 na2 co3 溶液c0. 6h2so4d2ml 乙醇、 1ml 乙酸、鹽酸0. 6實驗 d 的目的是與實驗 c 相對照,證明 h+對酯化反應(yīng)具有催化作用。實驗d 中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是 _ml 和 _mol l-1 。分析實驗 _( 填實驗編號 )的數(shù)據(jù),可以推測出濃h2so4 的吸水性提高
15、了乙酸乙酯的產(chǎn)率。(8)若現(xiàn)有乙酸 90g,乙醇 138g 發(fā)生酯化反應(yīng)得到88g 乙酸乙酯,試計算該反應(yīng)的產(chǎn)品產(chǎn)率為。 _(產(chǎn)率 %=(實際產(chǎn)量 / 理論產(chǎn)量 )100%)【答案】1818防倒吸乙醇濃硫ch3cooh+ch3ch2 ohch3co och2ch3+h2o酸,乙酸減少反應(yīng)物的揮發(fā);增大產(chǎn)率bc分液漏斗上口倒 34 ac 66.7%【解析】【分析】(1)羧酸與醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中,羧酸中的羧基提供-oh,醇中的 -oh 提供 -h,相互結(jié)合生成水;球形干燥管容積較大,利于乙酸乙酯充分與空氣進行熱交換,起到冷凝的作用,也可起到防止倒吸的作用;(2) 三種試劑滴入順序原則是:密度先小后
16、大;(3)乙酸、乙醇均有揮發(fā)性,溫度過高易揮發(fā);(4) 用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯,乙醇溶解,碳酸鈉與乙酸反應(yīng)除去乙酸、同時降低乙酸乙酯的溶解度;(5) 乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液混合后分層,可以通過分液方法分離,乙酸乙酯的密度小于飽和碳酸鈉溶液的,所以在混合液的上層;(6) 可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不再改變,由此衍生的一些物理量也不變,以此判斷平衡狀態(tài);(7)對比試驗關(guān)鍵是要采用控制變量,即控制一個變量,其它條件不變;分析使用濃硫酸和稀硫酸的稀硫酸的實驗,比較哪種條件下生成的乙酸乙酯多;(8)先判斷過量情況,根據(jù)反應(yīng)方程式及不足量計算出生成乙酸乙酯的質(zhì)量,然后計
17、算出乙酸乙酯的產(chǎn)率?!驹斀狻?1)羧酸與醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中,羧酸中的羧基提供-oh,醇中的 -oh 提供 -h,相互結(jié)合生成水,其它基團相互結(jié)合生成酯,同時該反應(yīng)可逆,反應(yīng)的化學(xué)方程式為ch3cooh+ch3ch2 18ohch3co18oc2h5+h2o;球形干燥管容積較大,使乙酸乙酯充分與空氣進行熱交換,起到冷凝的作用,也可起到防止倒吸的作用;(2) 三種試劑滴入順序原則是:密度先小后大,根據(jù)表中數(shù)據(jù)應(yīng)該先加乙醇,再加濃硫酸,最后加乙酸;(3) 乙酸、乙醇均有揮發(fā)性,步驟中用小火均勻加熱,可減少反應(yīng)物的揮發(fā),增大產(chǎn)率;(4) 制備乙酸乙酯時,常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯,目的是中和乙酸并
18、吸收部分乙醇、乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出,所以bc正確,故答案為bc;(5) 分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,加入飽和碳酸鈉溶液,實現(xiàn)酯與乙酸和乙醇的分離,分離油層和水層采用分液的方法,所以用到的儀器為分液漏斗;乙酸乙酯的密度比水小,所以在碳酸鈉溶液層上方有無色油狀液體出現(xiàn),分離時,乙酸乙酯應(yīng)該從分液漏斗的上口倒出;(6) 混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化,說明達到平衡狀態(tài),故正確;化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,單位時間里,生成1mol 乙醇,同時生成 1mol 乙酸,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故錯誤;單位時間里,生成1mol 乙酸乙酯,同時生成1
19、mol ,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故正確;故答案為;(7)本題是研究實驗d 與實驗 c 相對照,證明h+對酯化反應(yīng)具有催化作用的條件,題中采用了一個變量,實驗c2mol?l-1 2 4鹽酸,所以達到實驗?zāi)康?,實驗d 與實驗 ch so ,實驗 d中 h+的濃度一樣,實驗 c 3ml 乙醇、 2ml 乙酸、 2mol?l-1 h2so4,實驗 d3ml 乙醇、 2ml 乙酸、鹽酸,要保證溶液體積一致,才能保證乙醇、乙酸的濃度不變,鹽酸體積為4ml,實驗 d 與實驗 c 中 h+的濃度一樣,所以鹽酸的濃度為4mol?l -1;對照實驗 a 和 c 可知:試管中試劑實驗a 中使用 1
20、ml18mol?l-1 濃硫酸,生成的乙酸乙酯比 c 中生成的乙酸乙酯大很多,說明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率,故答案為a、 c;(8)90g 乙酸的物質(zhì)的量為:=1.5mol , 138g乙醇的物質(zhì)的量為:=3mol ,顯然乙醇過量,理論上生成的乙酸乙酯的物質(zhì)的量需要按照乙酸的量進行計算,根據(jù)反應(yīng)ch3cooh+c2h5 ohch3cooc2h5+h2o 可知,理論上生成乙酸乙酯的物質(zhì)的量為1.5mol ,而實際上生成了88g,則乙酸乙酯的產(chǎn)率為: 100%=66.7%?!军c睛】乙酸乙酯制備過程中各試劑及裝置的作用:濃硫酸的作用:催化劑、吸水劑;飽和na2co3 的作用:中和乙酸,溶解
21、乙醇,便于聞酯的氣味;降低乙酸乙酯在水中的溶解度;玻璃導(dǎo)管的作用:冷凝回流、導(dǎo)氣。4某實驗小組以 h2o2 分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。實驗反應(yīng)物催化劑編號10 ml 2% h2 o2 溶液無10 ml 5% h2 o2 溶液無2 2溶液 13溶液10 ml 5% h o1 ml 0.1 mol l fecl10 ml 5% h2 o2 溶液少量 hcl 溶液 1溶液1 ml 0.1 mol l fecl32 2溶液少量 naoh 溶液 13溶液10 ml 5% h o1 ml 0.1 mol l fecl( 1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速
22、率的原因是_。( 2)常溫下 5% h2o2 溶液的 ph 約為 6, h2o2 的電離方程式為 _ 。( 3)實驗 和 的目的是 _ 。實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下h2o2 穩(wěn)定,不易分解。為了達到實驗?zāi)康?,你對原實驗方案的改進是_ 。(4)實驗 、 、 中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如下圖。分析上圖能夠得出的實驗結(jié)論是_ ?!敬鸢浮浚?1)降低了活化能(2) h2o2h ho2-(3)探究濃度對反應(yīng)速率影響向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中 )(4)堿性環(huán)境能增大 h2o2 分解的速率,酸性環(huán)境能減小h2o2分解的
23、速率【解析】分析: ( 1)催化劑改變反應(yīng)的途徑,降低反應(yīng)所需的活化能;(3)實驗和的濃度不同;為了便于比較,應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較;(4)由圖可知,的反應(yīng)速率最大,的反應(yīng)速率最小,以此來解答。詳解: ( 1)催化劑改變反應(yīng)的途徑,降低反應(yīng)所需的活化能,從而加快反應(yīng)速率,故答案為降低了反應(yīng)的活化能;(2) 2 22 2+2 ;( 3h o 的電離方程式為h oh +ho)實驗和的濃度不同,則該實驗的目的為探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;為了便于比較,應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較,則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中);(4)由圖可知,的反應(yīng)速率最
24、大,的反應(yīng)速率最小,結(jié)合實驗方案可知,堿性環(huán)境能增大h2o2 分解的速率,酸性環(huán)境能減小h2o2 分解的速率 。點睛:本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,較好的考查學(xué)生實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、圖象分析的綜合能力,題目難度中等,注意信息的利用即可解答。5 某興趣小組用鋁箔制備al 2o3、alcl 36h2o及明礬大晶體,具體流程如下已知: (1) alcl36h2o易溶于水、乙醇及乙醚;(2) 明礬在水中的溶解度如下表:溫度 / 010203040608090溶解度 /g3.003.995.908.3911.724.871.0109(1) 步驟中生成 al(oh) 3 的離子方程式為_ 。(2) 步驟
25、灼燒al(oh) 3 所用實驗室常用儀器為_,為了提高al 2o3 純度,需_( 填操作步驟 ) 。(3) 制備 alcl 36h2o的工業(yè)生產(chǎn)中,膠狀固體用酸浸取后,還需要通入hcl 氣體。通入hcl 的作用主要有兩點:_和 _。(4) 已知:在不同溫度條件下向一定量的氯化鋁溶液中通入hcl 氣體,通入量對alcl36h2o結(jié)晶量和結(jié)晶效率的影響如圖,請補充完整由膠狀固體制備alcl36h2o晶體的實驗方案:向膠狀固體滴加一定濃度鹽酸,直至恰好完全溶解,_ 。【答案】 alo2- co2 2h2 o=al(oh)3hco3-坩堝 灼燒至恒重抑制 alcl 3 水解 增加c(cl ) ,有利于
26、 alcl 36h2o結(jié)晶在 45 以下 ( 或冷水浴條件下 ) 通入 hcl 氣體,至有大量晶體析出,過濾,用濃鹽酸洗滌2 3 次,低溫 ( 或減壓 ) 干燥,得到 alcl 36h2o晶體【解析】【分析】根據(jù) al2o3、 alcl36h2o 及明礬大晶體的制備流程,結(jié)合題中相關(guān)信息及數(shù)據(jù),綜合運用物質(zhì)的分離與提純的方法進行分析?!驹斀狻?1)步驟 向naalo2 溶液中通入過量co2 生成al(oh)3 沉淀,離子方程式為alo2-co22h2o=al(oh)3 hco3-。(2)步驟 灼燒al(oh)3 固體,應(yīng)使用坩堝;提高al2o3 純度須使al(oh)3 完全分解,故應(yīng)灼燒至恒重
27、。(3)用酸浸取膠狀al(oh)3 固體后,通入hcl 氣體,可抑制alcl3 水解,同時增大c(cl ),有利于 alcl36h2o 結(jié)晶析出。(4)由圖可知,溫度不超過45 時, alcl36h2o 的結(jié)晶量和結(jié)晶效率均較高。應(yīng)控制低溫條件下向溶液中通入 hcl 氣體直至有大量晶體析出;為防止alcl36h2o 水解和分解,alcl3 6h2o 晶體應(yīng)用濃鹽酸洗滌、低溫(或減壓 )干燥。因此,由膠狀固體制備alcl36h2o 晶體的實驗方案為:向膠狀固體滴加一定濃度鹽酸,直至恰好完全溶解,在45 以下 (或冷水浴條件下 )通入 hcl 氣體,至有大量晶體析出,過濾,用濃鹽酸洗滌2 3 次,
28、低溫 (或減壓)干燥,得到 alcl36h2o 晶體。6 某小組擬用酸性kmno4溶液與 h2c2o4 溶液的反應(yīng)(此反應(yīng)為放熱反應(yīng))來探究“條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,并設(shè)計了如下的方案記錄實驗結(jié)果(忽略溶液混合體積變化)。限選試劑和儀器: 0.20 mol/l h 2c2o4 溶液、 0.010 mol/l kmno 4 溶液(酸性)、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽。v( 0.20v( 0.010物理量v(蒸餾水)mol/l 酸性m( mnso4)mol/l h 2c2o4t/ 乙編號/mlkmno溶液)/g溶液) /ml4/ml2.004.00502.004.00251.5a4.0
29、0252.004.00.125回答下列問題:4_酸化(填名稱);寫出上述反應(yīng)的離子方程式:(1) kmno溶液用4 被還原時,生成的2_;co的體積(標(biāo)況下)為_;當(dāng)有 2mol kmno電子轉(zhuǎn)移為 _mol;(2)上述實驗是探究_對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;上述實驗是探_對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。若上述實驗是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則 a 為 _;表格中的“乙”填寫t/s ,其測量的是 _ 。(3)實驗中對“乙”重復(fù)測量三次,所得數(shù)值分別13.6 , 13.5 , 13.4 。忽略混合前后溶液體積的微小變化,這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率4_v(kmno)(4)已知實驗 50時c(mno4-) 反應(yīng)時間
30、 t 的變化曲線如圖。若保持其他條件不變,請在坐標(biāo)圖中,畫出實驗25時 c(mno4-) t的變化曲線示意圖 _?!敬鸢浮肯×蛩?;2mno4 +5h2c2o4+6h+ 2mn2+10co2+8h2o 224l10溫度催化劑0.5 溶液褪色所需時間5.0 10 4 11moll s【解析】【分析】( 1)因為高錳酸鉀具有強氧化性,反應(yīng)中高錳酸鉀為氧化劑,草酸為還原劑;( 2)當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時,必須保持其他影響因素一致;( 3)實驗中草酸過量,高錳酸鉀完全反應(yīng);(4)25時反應(yīng)速率小于50時,所以高錳酸根離子的濃度變化比50時小?!驹斀狻浚?)因為高錳酸鉀具有強氧化性,酸性高錳酸
31、鉀是用稀硫酸酸化的,h2so4、 kmno4與h2c2o2發(fā)生反應(yīng),kmno4被還原為mnso4,化合價降低5 價,h2c2o2 被氧化為co2,每個c 原子的化合價升高1 價, 1 個h2c2o2 升高2 價,則高錳酸鉀與草酸計量數(shù)之比為2:5,根據(jù)原子守恒配平可得:5h2c2o4+2kmno4+3h2so410co2+2mnso4+k2 so4+8h2o;由方程式可知當(dāng)有2molkmno4被還原時,反應(yīng)轉(zhuǎn)移10mol電子,生成10molco2,標(biāo)況下體積為224l,故答案為:稀硫酸; 5h2c2o4+2kmno4+3h2so410co2+2mnso4+k2 so4+8h2o; 224; 1
32、0;( 2)當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時,必須保持其他影響因素一致,通過比較實驗的反應(yīng)條件可知,實驗可探究溫度對反應(yīng)速率的影響;其他條件相同,中加了mnso4固體,錳離子對該反應(yīng)起催化作用,則探究的是催化劑對反應(yīng)速率的影響;實驗中的h2c2o4 溶液的加入體積不同,故要探究h2c2o4 溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響,但反應(yīng)體積溶液的總體積需相同,故應(yīng)加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6.0ml,則a 的值為0.5 ;要準(zhǔn)確描述反應(yīng)速率的快慢,必須準(zhǔn)確測得溶液褪色時間的長短,故要測量的物理量是溶液褪色的時間,故答案為:溫度;催化劑;0.5 ;溶液褪色所需時間;( 3)實驗中草酸的物質(zhì)的量為0
33、.20 mol/l 0.002l=0.0004mol ,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為 0.010 mol/l 0. 004l=0.00008mol ,草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為:0.0004mol :0.00008mol=5 : 1,顯然草酸過量,高錳酸鉀完全反應(yīng),混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為0.00008mol/0.006l=2/3 0.010mol/l ,反應(yīng)時間為(13.6+13.5+13.4) s/3=13.5s ,則v(kmno4) ( 2/3 0.010mol/l )/13.5s 5.0 10 4 11,故答案為: 5.0 10 4moll s1 1moll s ;(4)25時反應(yīng)速率
34、小于 50時,所以高錳酸根離子的濃度變化比50時小,反應(yīng)需要的時間大于-) t的變化曲線示意圖50條件下需要的時間,據(jù)此畫出25時 c(mno4為:,故答案為:?!军c睛】本題考查了影響反應(yīng)速率的因素的探究,考查氧化還原滴定原理與應(yīng)用、探究影響速率的因素、對實驗數(shù)據(jù)的處理等,理解實驗原理是解題的關(guān)鍵,應(yīng)注意的是當(dāng)探究某一種因素對反應(yīng)速率的影響時,必須保持其他影響因素一致。7 某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究醋酸的電離情況,進行了如下實驗。 實驗一 配制并標(biāo)定醋酸溶液的濃度取冰醋酸配制250 ml 0.2 mol l 1 的醋酸溶液,用0.2 mol l 1 的醋酸溶液稀釋成所需濃度的溶液,再用naoh標(biāo)
35、準(zhǔn)溶液對所配醋酸溶液的濃度進行標(biāo)定?;卮鹣铝袉栴}:(1)配制 250 ml 0.2 mol l 1 醋酸溶液時需要用到的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、_和 _。( 2)為標(biāo)定某醋酸溶液的準(zhǔn)確濃度,用 0.2000 mol l 1 的 naoh溶液對 20.00 ml 醋酸溶液進行滴定,幾次滴定消耗 naoh溶液的體積如下:實驗序號1234消耗 naoh溶液的20.0520.0018.8019.95體積 (ml)則該醋酸溶液的準(zhǔn)確濃度為_( 保留小數(shù)點后四位) 。 實驗二 探究濃度對醋酸電離程度的影響用 ph 計測定 25時不同濃度的醋酸的ph,結(jié)果如下,回答下列問題:醋酸濃度(mol l 1)
36、0.00100.01000.02000.10000.2000ph3.883.383.232.882.73(3)從表中的數(shù)據(jù),還可以得出另一結(jié)論:隨著醋酸濃度的減小,醋酸的電離程度將_( 填“增大”“減小”或“不變”) 。(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可以得出醋酸是弱電解質(zhì)的結(jié)論,你認(rèn)為得出此結(jié)論的依據(jù)是:_。 實驗三 探究溫度對醋酸電離程度的影響(5)請你設(shè)計一個實驗完成該探究,請簡述你的實驗方案:_ ?!敬鸢浮磕z頭滴管 1增大 0.010 0 mol 1醋酸的 ph250 ml 容量瓶 0.2000 mol ll大于 2 或醋酸稀釋10 倍時, ph 的變化值小于1(或其他合理答案)用 ph 計 (
37、或 ph 試紙 )測定相同濃度的醋酸在幾種不同溫度時的ph【解析】【分析】實驗一:( 1)根據(jù)儀器的用途選取儀器,用膠頭滴管定容,用250ml 容量瓶配制溶液,(2)根據(jù) naoh 的體積,第3 次數(shù)據(jù)顯然誤差較大,舍去;實驗二:( 1)以 0.1000mol/l 、 0.0100mol/l醋酸為例,設(shè)0.1000mol/l的醋酸溶液體積為1l,將其稀釋至 0.0100mol/l ,體積變?yōu)?10l,兩溶液中 h+的物質(zhì)的量分別為: 10-2.88mol 、 10-2.38mol ,可見溶液變稀,電離出的h+的物質(zhì)的量增大 ;【詳解】實驗一:( 1)根據(jù)儀器的用途選取儀器,用膠頭滴管定容,用2
38、50ml 容量瓶配制溶液,答案為:膠頭滴管; 250ml 容量瓶;(2)根據(jù) naoh 的體積,第3 次數(shù)據(jù)顯然誤差較大,舍去;另外三次所用naoh 平均體積為:ml=20.00ml,則氫氧化鈉溶液平均濃度:=0.2000mol/l ,答案為: 0.2000mol/l ;實驗二: (1)以 0.1000mol/l 、 0.0100mol/l 醋酸為例,設(shè)0.1000mol/l 的醋酸溶液體積為1l,將其稀釋至0.0100mol/l ,體積變?yōu)?0l,兩溶液中h+的物質(zhì)的量分別為:10-2.88mol 、 10-2.38mol ,可見溶液變稀,電離出的 h+的物質(zhì)的量增大,說明醋酸的電離程度增大
39、,答案為:增大;(2)看每次測量值,h+濃度遠(yuǎn)小于醋酸的濃度,說明醋酸不完全電離;聯(lián)系起來看,濃度為 0.1000mol/l 、 0.0100mol/l 及 0.0010mol/l 的醋酸, ph 變化值小于 1,所以醋酸是弱電解質(zhì),答案為:0.0100mol/l醋酸的ph 大于2 或醋酸稀釋10 倍時, ph 的變化值小于1;實驗三:探究溫度對醋酸的電離程度的影響,應(yīng)控制其他條件相同,只有溫度存在差異的醋酸溶液,h+濃度有差異,能夠?qū)θ芤褐衕+濃度區(qū)分度較好的儀器是ph 計,答案為:用ph 計(或ph 試紙)測定相同濃度的醋酸在幾種不同溫度時的ph。8 某實驗小組為確定過氧化氫分解的最佳催化
40、條件,用如圖實驗裝置進行實驗,反應(yīng)物用量和反應(yīng)停止的時間數(shù)據(jù)如下:分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題,(1)相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而_。(2)從實驗效果和“綠色化學(xué)”的角度考慮,雙氧水的濃度相同時,加入_g 的二氧化錳為較佳選擇。(3) 該小組的某同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后認(rèn)為:“當(dāng)用相同質(zhì)量的二氧化錳時,雙氧水的濃度越小,所需要的時間就越少,亦即其反應(yīng)速率越快”的結(jié)論,你認(rèn)為是否正確_理由是_?!敬鸢浮浚?)加快(2) 0 3( 3)不正確從表中數(shù)據(jù)可知:相同體積30的雙氧水中溶質(zhì)的含量是15的雙氧水中溶質(zhì)的含量的2 倍,但反應(yīng)時間卻比其反應(yīng)時間的2 倍要小很多。由反應(yīng)速率計算公式
41、(v=c t )可得出:此實驗條件下雙氧水的濃度越大,分解速率越快?!窘馕觥吭囶}分析:( 1)根據(jù)表中每一行的數(shù)據(jù)可看出:相同濃度的過氧化氫中二氧化錳用量越多,反應(yīng)需要的時間就越短。分解速率越快。即相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著二氧化錳用量的增加加快。(2) 由表中的第2、 3、 4列可看出,二氧化錳用量從0 1g增加到0 3g時,速率增加很多,而當(dāng)二氧化錳用量從0 3g增加到0 5g時,速率增加無幾。故從“綠色化學(xué)”的角度考慮在雙氧水的濃度相同時加入0 3g的二氧化錳為較佳選擇。(3) 這種說法是錯誤的。不能直接看數(shù)據(jù)的結(jié)論。因為根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知:在相同體積30的雙氧水中溶質(zhì)的含量是15
42、的雙氧水中溶質(zhì)的含量的2 倍,但反應(yīng)時間卻比其反應(yīng)時間的2 倍要小很多。由反應(yīng)速率計算公式(v=c t )可得出:在此實驗條件下雙氧水的濃度越大,分解速率越快,所用時間就越少??键c:考查濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響及從綠色環(huán)保角度考慮催化劑的用量多少問題的知識。9 研究發(fā)現(xiàn)某些金屬離子如fe 3+、 cu2+等對 h2o2 的分解也具有催化作用,為了比較mno2 與fe3+ 和 cu2+的催化效果,某同學(xué)設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。請回答相關(guān)問題:( 1)定性分析:圖甲可通過觀察 _ (填寫相關(guān)實驗現(xiàn)象), 定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將 fecl3 改為 fe 2(so4) 3 或者將 cuso4 改為 cucl 2 更為合理,其理由是_。
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