高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化，在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min各时间段中：反应速率最大的时间段是         ，主要的原因可能是               ；反应速率最小的时间段是                         ，原因是                           。
（2）在2 ~ 3min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为                         。
（3）为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：
A.蒸馏水  
B.Na₂SO₄溶液  
C.NaOH溶液   
D.H₂SO₄溶液   
E.Na₂CO₃溶液
你认为可行的是（填编号）                  。

[9分] （1）已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)	30	120	280	350	370

①反应速率最大的时间段(即0～1、l～2、2～3、3～4、4～5 min)为_____________，原因是__________________________________________________
②反应速率最小的时间段为_________，原因是________________________          ___
（2）另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率
A．蒸馏水            B．CuCl₂溶液            C．NaCl溶液
你认为他上述做法中可行的是__________________(填相应字母)；
做法中不可行的理由是___________________________________________________。

草酸(H₂C₂O₄)溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：
【查阅资料】KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

【提出假设】假设1： 该反应为放热反应
假设2：反应生成的Mn^2＋对该反应有催化作用
假设3：K^＋对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是         。
【设计、完成实验】（1）称取      g草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)，配置500 mL 0.10 mol/L H₂C₂O₄溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和            。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是      (填下列选项的字母序号)。

A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘

B．定容时俯视刻度线

C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水

D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容

（2）完成探究，记录数据

实验 编号	烧杯中所加试剂及用量(mL)	控制条件	溶液褪色时间(s)
0.10 mol/L H2C2O4溶液	等浓度 KMnO4溶液	H2O	0.50 mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制温度65 ℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固体	3.6
4	30	20	x	20	加入5 mL 0.10 mol/LK2SO4溶液	18

则x =               ，假设2成立
（3）由于KMnO₄能氧化水中有机物等因素，为配制好稳定的KMnO₄溶液，其浓度需标定。取10.00 mL 0.10 mol/L H₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，加入10 mL 0.50 mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO₄溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO₄溶液40.00 mL，则草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                    。上述实验中KMnO₄溶液的物质的量浓度为                             。

(16分)氨水是一种的常用的化学试剂。

（1）以浓氨水和生石灰为原料，用如下装置为发生装置，可制取少量氨气。已知：NH₃·H₂O+CaO=Ca(OH)₂+NH₃↑。
①生石灰应该装在____(填A或B)。
②试从电离平衡角度分析该实验中氨气逸出的原因：
③现要用试管和必要实验用品收集一试管氨气，请在C处补充相应收集装置。
（2）化学兴趣小组用氨水与硝酸银溶液配制好银氨溶液后，进行乙醛的银镜反应实验，但部分同学实验时间长，且效果不明显。影响乙醛银镜反应速率的因素有哪些呢？请你完成如下猜想：
①猜想：因素一：银氨溶液的pH大小；因素二：____________________ 。
②你设计实验验证上述“因素一”，完成下表中内容。
提供试剂：乙醛、2%稀氨水、 0.25mol/L NaOH溶液、盐酸 、 2% AgNO₃溶液
实验用品：烧杯(装有热水)、试管

实验步骤	实验操作	预期现象及结论 （步骤1只写现象）
1	在A、B两支洁净的试管中各加入1mL 2%的AgNO3溶液，然后                         ，此时制得pH均约为8的银氨溶液。
2	往A、B试管加入3滴乙醛，然后在A试管中加               ；振荡后将两支试管放在热水浴中温热。	若A试管比B试管出现的银镜时间短、光亮，则 若A试管比B试管出现的银镜时间长，则

 

某课外兴趣小组对H₂O₂的分解速率做了如下实验探究。
（I）下表是该小组研究影响过氧化氢（H₂O₂）分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mL H₂O₂制取150mL O₂所需的时间（秒）

①研究小组在设计方案时。考虑了浓度和                   因素对过氧化氢分解速率的影响。
②上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响            。
（Ⅱ）将质量相同但聚集状态不同的MNO₂分别加入到5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结果如下：

催化剂（MNO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合 不振荡	剧烈反应，带火星的木条复燃	3.5分钟
块状	反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂发生的化学反应方程式                                      。
②实验结果说明催化剂作用的大小与                               有关。

某同学分析Zn与稀H₂SO₄的反应。
（1）该反应的离子方程式是      。
（2）制H₂时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是_________。
（3）已知：Zn（s）+1/2O₂（g）=ZnO（s）             △H=-332kJ/mol
ZnO（s） + H₂SO₄（aq） = ZnSO₄（aq） + H₂O（l）       △H=-112kJ/mol
H₂（g） +1/2 O₂（g） = H₂O（l）                     △H=-286kJ/mol
则Zn与稀H₂SO₄反应生成1mol H₂时的反应热△H=      kJ/mol。
（4）该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。

实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：

1分钟水滴数（断开K）	34	59	86	117	…	102
1分钟水滴数（闭合K）	58	81	112	139	…	78

分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率______（填“快”或“慢”），主要原因是_________。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是_______。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是_______。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大       ，原因是         。
（2）哪一段时段的反应速率最小           ，原因是                                   。
（3）求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，要写出计算过程）                       。
（4）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：你认为可行的是（填编号）                      。
A．蒸馏水       B．NaCl溶液      C．Na₂CO₃溶液      D．CuSO₄溶液

文献报道某课题组利用CO₂催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH₄和H₂，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe₃O₄。
CH₄、HCOOH、H₂的产量和镍粉用量的关系如右图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：

研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO₂转化为CH₄的中间体，即：
由图可知，镍粉是反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂，当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是

A．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

B．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

C．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

D．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

某课外活动小组对“外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响”作了如下探究．
（1）现有以下仪器和用品：橡胶管、秒表、温度计、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下图中仪器．

①写出本实验的化学方程式，并标出电子转方向和数目：                          ．
②设计实验方案：在                 下，测定                                ．
③在答卷的图中将A、B、C、D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已画出）．
④测定前，为避免NO被氧化为NO₂，要用CO₂排出锥形瓶和橡胶管中的空气：在锥形瓶中加入铜片后松开K₂弹簧夹，从K₂处的橡胶管向装置中通入CO₂，此时K₁处应进行的操作是            ，则空气已排尽．
（2）注入稀硝酸后，在给定条件下设计实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响：温度25℃、50℃；时间t₁、t₂、t₃；收集气体体积V₁、V₂．请完成下表：

实验 编号	稀硝酸的浓度/(mol/L)	稀硝酸的体积/mL	温度 /℃	时间 /min	收集气体 的体积/mL
①	a	V	25	t1	V1
②		V
③		V

 

兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：0．20mol/L与0．40mol/L的HCl溶液、0．2mol/L与0．40mol/L的CH₃COOH溶液、0．10mol/L CuCl₂、锌片（形状、大小、质量相同）、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298K和308K．
（1）酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下面实验设计表（表中不要留空格）：


（2）若（1）中实验①锌片消失的时间是20s，则锌片剩余质量与时间关系图如上图．假设：该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2．请你在此图中大致画出“实验②”（用实线）、“实验④中醋酸实验”（用虚线）的锌片质量与时间关系曲线．
（3）某实验小组在做（1）中实验④时误加少量0．10mol/L CuCl₂溶液，发现反应速率与（1）中实验①接近。该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三：
假设一：Cu²⁺对该反应起催化剂作用     
假设二：Cl^- 对该反应起催化剂作用
假设三：_________________________    ……
（4）请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：

实验步骤	预期现象

 

(14分)I．CH₄和CO₂可以制造价值更高的化学产品。已知：
CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)    △H₁="a" kJ／mol
CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)       △H₂="b" kJ／mol
2CO(g)+O₂(g) =2CO₂(g)            △H₃="c" kJ／mol
（1）求反应CH₄(g)+CO₂(g) =2CO(g)+2H₂(g)  △H=      kJ／mol(用含a、b、c的代数式表示)。
（2）一定条件下，等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH₃OCH₃)，同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式为         。
（3）用Cu₂Al₂O₄做催化剂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+CH₄(g) =CH₃COOH(g)，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率的关系如图，回答下列问题：

①250～300℃时，乙酸的生成速率降低的原因是            。
②300～400℃时，乙酸的生成速率升高的原因是           。
Ⅱ．钠硫电池以熔融金属Na、熔融S和多硫化钠(Na₂S_X)分别作为两个电极的反应物，多孔固体Al₂O₃陶瓷(可传导Na⁺)为电解质，其反应原理如下图所示：
Na₂S_X 2Na+xS (3<x<5)
   
（4）根据上表数据，判断该电池工作的适宜温度应为    (填字母序号)。
A．100℃以下      B．100℃～300℃
C．300℃～350℃   D．350℃～2050℃
（5）关于钠硫电池，下列说法正确的是    (填字母序号)。
A．放电时，电极A为负极          
B．放电时，Na⁺的移动方向为从B到A
C．充电时，电极A应连接电源的正极
D．充电时电极B的电极反应式为S_X^2--2e^-=xS
（6）25℃时，若用钠硫电池作为电源电解500mL 0．2mol／L NaCl溶液，当溶液的pH变为l3时，电路中通过的电子的物质的量为   mol，两极的反应物的质量差为     g。(假设电解前两极的反应物的质量相等)

（共11分）某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有                                      ；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是                                ；
（3）实验室中现有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与上述实验中CuSO₄溶液起相似作用的是________；
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________(答两种)；
（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4 mol·L^－1 H2SO4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0[

①请完成此实验设计，其中：V₁==__________，V₆==__________，V₉==________。
②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因    。

氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl3溶液

（1）实验①和②的目的是______________________________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是_________________________（填一种方法即可）。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析该图能够得出的实验结论是_________________________________________________。
II.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H₂O₂的分解起催化作用。为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。

（1）某同学通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量_______或______来比较。
（2）0.1 g MnO₂粉末加入50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因：_____________。
请计算H₂O₂的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。

为探究MnO₂在此实验中对H₂O₂的分解起催化作用，需补做下列实验（无 需写出具体操作）：
a.                                 ；b.                                  。

(15分)碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO₂直接合成DMC：CO₂ + 2CH₃OH → CO(OCH₃)₂ + H₂O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：。
（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H₁和△H₂，则上述反应在25℃时的焓变△H₃=     。
（2）根据反应温度对TON的影响图(下左图)判断该反应的焓变△H______0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是________________________________。

（3）根据反应时间对TON的影响图(上中图)，已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10^—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。
（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(上右图)，判断下列说法正确的是             。
a．由甲醇和CO₂直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO₂转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b．在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON
c．当催化剂用量低于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高
d．当催化剂用量高于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

草酸(H₂C₂O₄)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H₂O、CO₂和CO)；H₂C₂O₄＋Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓＋2H₂O。现用H₂C₂O₄进行如下实验：
(一)探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：

A、乙醇  B、                C、NaOH溶液。
（1）B中盛装的试剂           (填化学式)
（2）A中加入乙醇的目的是                                              。
(二)探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100ml 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是                               (用离子方程式表示)。
(三)用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理：  MnO₄^－ ＋    H₂C₂O₄＋           ＝    Mn^2＋ ＋    CO₂↑＋    H₂O
（1）配平上述离子方程式。
（2）滴定时KMnO₄溶液应盛装于             (填 “酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素

实验 组别	c(H2C2O4) /(mol/L)	V(H2C2O4) /ml	c(KMnO4) /(mol/L)	V(KMnO4) /ml	c(H2SO4) /(mol/L)	褪色所需时间	实验 目的
1	0.2	2	0.0025	4	0.12	6＇55＇＇	(a)
	0.2	2	0.005	4	0.12	5＇17＇＇
	0.2	2	0.01	4	0.12	3＇20＇＇
	0.2	2	0.02	4	0.12	9＇05＇＇
	0.2	2	0.03	4	0.12	11＇33＇＇
	0.2	2	0.04	4	0.12	14＇20＇＇

下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据：
请回答：
（1）实验目的(a)是                   ；
（2）根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO₄溶液浓度的变化关系图像；

（3）若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO₄而不选MnCl₂作为催化剂，其原因是                                    。