高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

阅读下列文字，填写文中带圈的数字后面的空白：
某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c(H⁺)浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝与盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。
（一）该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：①              ；
原因Ⅲ：Cl-对反应具有促进作用，而 SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均对反应具有促进作用，但Cl^-影响更大；
原因Ⅴ：②               
（二）该同学取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H^＋)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
1．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
2．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验1中③              ，实验2中④              ，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^-对反应具有加速作用。
（三）为了使实验“定量化”、使结果更精确，可以对实验进行如下改进：
1．配制c(H⁺)相同的稀盐酸和稀硫酸：现有浓度为1mol·L^-1的盐酸和密度为1.225g·cm^-3、质量分数为20%的硫酸，若要准确量取该硫酸20.00mL,需要用⑤             （填仪器名称）；将量取的硫酸配制成c(H^＋)=1mol·L^-1的溶液，可得溶液的体积为⑥             。配制溶液时还需要用到的玻璃仪器有⑦                   、烧杯、胶头滴管和量筒等。
2．比较反应速率：反应时间可以用秒表测定。如果要对上述实验中的反应速率进行比较，可以通过测定哪些物理量来确定？⑧              （要求回答一种即可）。

控制变量法是研究化学变化规侓的重要思想方法。请仔细观察
下表中50 mL稀盐酸和1g碳酸钙反应的实验数据：

实验 序号	碳酸钙 状态	c(HCl) /mol·L^-1	溶液温度/℃	碳酸钙消失 时间/s
反应前	反应后
1	粒状	0.5	20	39	400
2	粉末	0.5	20	40	60
3	粒状	0.6	20	41	280
4	粒状	0.8	20	40	200
5	粉末	0.8	20	40	30
6	粒状	1.0	20	40	120
7	粒状	1.0	30	50	40
8	粒状	1.2	20	40	90
9	粒状	1.2	25	45	40

  分析并回答下列问题：
（1）本反应属于________反应（填“吸热”或“放热”），反应的离子方程式为          。
（2）实验6和7表明，_________对反应速率有影响，_________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_________（填实验序号）。
（3）根据实验1、3、4、6、8可以得出条件对反应速率的影响规律是             。
（4）本实验中影响反应速率的其它因素还有__________，能表明这一规律的实验序号是1、2与_______。

CuSO₄溶液对过氧化氢的分解具有催化作用，有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下的探究。
（1）请你帮助他们完成实验报告：
实验过程：在一支试管中加入5ml5%的H₂O₂溶液,然后滴入适量的FeCl₃溶液,把带火星的木条伸入试管。
实验现象：①                             
实验结论：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂
（2）以知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺和Cl^-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O;
乙同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺;
丙同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-;
你认为最不可能的是②      同学的猜想,理由是③               。
（3）同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究.请你仔细分析后填表:
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管。
实验现象：无明显现象
结论④                                   。
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的⑤         ,并把带火星的木条伸入试管.
实验现象：⑥                          。
结论：⑦                              。

用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：
（1）实验过程如右图所示，分析判断：        段化学反应速率最快，     段收集的二氧化碳最多。

（2）为了减缓上述化学反应的速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是（   ）

A．蒸馏水

B．NaCl固体

C．NaCl溶液

D．浓盐酸

（3）除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率？
                                                                          

在密闭容器中投入一定量的A和B发生反应：mA(g)+nB(g) pC(g)。
（1）欲使A与B的转化率等于m：n ，则起始加入A、B的物质的量之比为            
（2）充入一定量的A、B，若在不同条件下C的体积分数随时间的变化如图1—1所示，则：

m+n       p（填“＞”、“＜”或“＝”），
T₁      T₂填（“＞”、“＜”或“＝”），
该反应的△H    0（“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）一定条件下，从正反应开始达到化学平衡过程中，混和气体的平均相对分子质量随时间的变化如图1—2所示。若在恒温恒容的条件下，向原平衡体系中再通入一定量的C，则体系中气体的平均相对分子质量将       （填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）

某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、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)催化剂能加快化学反应速率的原因是__________________________________。
(2)常温下5% H₂O₂溶液的pH约为6，H₂O₂的电离方程式为___________________。
(3)实验①和②的目的是___________________________________________________。
实验时由于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是______________________________。
(4)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。

分析上图能够得出的实验结论是_____________________________________________。

分硫代硫酸钠与稀硫酸的反应为：Na₂S₂O₃＋H₂SO₄＝Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O。某实验兴趣小组用如下图所示的实验装置探究外界条件对化学反应速率的影响(加热仪器和夹持仪器均已省略)

（1）实验目的：
装置甲，探究浓度对化学反应速率的影响；装置乙，探究     对化学反应速率的影响。
（2）装置乙中的加热方法称为       加热，该加热方法具有                      、
                   等优点。
（3）通过甲、乙装置，分别进行了四组实验，数据记录如下，并经分析得出相关结论：

实验组号	温度	Na2S2O3	H2SO4	加入H2O 的体积	出现沉淀 所需时间
体积	浓度	体积	浓度
Ⅰ	0^OC	5mL	0.1mol/L	10mL	0.1mol/L	5mL	8s
Ⅱ	0^OC	5mL	0.1mol/L	5mL	0.1mol/L	10mL	12s
Ⅲ	30^OC	5mL	0.1mol/L	5mL	0.1mol/L	10mL	4s
Ⅳ	30^OC	5mL	0.2mol/L	5mL	0.2mol/L	10mL	2s

结论1：                                                                  ；
结论2：                                                                  。

化学是以实验为基础的学科。利用已学知识对下列实验进行分析并填空：
Ⅰ． 某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。
甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置完成
同主族元素非金属性强弱比较的实验研究；
乙同学设计了如图2装置实验来验证卤族元素性质的递变规律（夹持装置已略去）。A、B、C三个胶头滴管分别是氯酸钾溶液、NaBr溶液、淀粉KI溶液。已知常温下浓盐酸与氯酸钾溶液能反应生成氯气。

（1）甲同学设计实验所涉及的离子方程式为                                 、
                                                         ；
（2）乙同学具体操作如下：
①先挤压胶体滴管A，使少量溶液滴入烧瓶内；
②挤压体滴管B，使稍过量溶液滴入烧瓶内，充分反应。写出该操作中主要离子方程式为                                                                。
③再挤压体滴管C，使少量溶液滴入烧瓶内，可观察到                 ；
（3）根据甲乙同学的实验可得到的结论是：                              。
II．(6分)

某研性学习小组用下图装置验证二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用，实验时均以生成25mL气体为准，相关数据见下表：

（1）仪器组装完成后，检验该套装置气密性的操作_________________________________________．
（2）上述实验中的待测数据应是________________________________________________．
（3）为了较准确测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中应注意_______________________________________________________．

（4）实验小组经过讨论，认为上述实验还不能完全证明MnO₂一定起了催化作用，需再补做实验。请利用实验反应后的剩余物和下面提供的合适用品补做实验（简要说明实验步骤，可不填满，也可以补充）。提供的用品有：H₂O₂溶液、浓盐酸、硝酸、MnO₂、NaOH溶液、AgNO₃溶液、KClO₃、木条、淀粉-KI试纸、蒸馏水及必要的实验仪器。
①_____________________________________________________________________________
②_____________________________________________________________________________
③_____________________________________________________________________________

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验：

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液，各滴入2滴1 mol·L^－1 FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡	试管A中无明显气泡产生； 试管B中产生的气泡量增加
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生

请回答下列问题：
（1）过氧化氢分解的化学方程式为      　　　　　　　             。
（2）实验①的目的是___________________________________________________；实验中滴加FeCl₃溶液的目的是________________________________________。
（3）实验②未观察到预期的实验现象。为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_________________________（用实验中所提供的试剂或条件）。
（4）某同学在50 mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如下图所示，分析判断OE、EF、FG三段中，___________段化学反应速率最快。

草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应,现用4 mL 0．001 mol/L KMnO₄溶液与2 mL 0．01 mol/L H₂C₂O₄溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：

组别	10%硫酸体积/mL	温度/℃	其他物质
I	2 mL	20
II	2 mL	20	10滴饱和MnSO4溶液
III	2 mL	30
IV	1 mL	20	1 mL蒸馏水

（1）该反应的离子方程式为                 。
（2）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为               。
（3）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验I和Ⅱ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验          （用I～IV表示）。
对比实验I和IV，可以研究                    对化学反应速率的影响，实验IV中加入1 mL蒸馏水的目的是            。

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。

（1）图一可通过观察①                定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是②       ，你认为还可以作何改进？③                     。
（2）图二可用于定量比较反应的快慢，检查图二装置气密性的方法是                     。利用图二做实验时需测量的数据是                                        。

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

实验序号	金属 质量/g	金属状态	c（H2SO4） /mol·L^-1	V(H2SO4) /mL	溶液温度/℃	金属消失的时间/s
反应前	反应后
1	0．10	丝	0．5	50	20	34	500
2	0．10	粉末	0．5	50	20	35	50
3	0．10	丝	0．7	50	20	36	250
4	0．10	丝	0．8	50	20	35	200
5	0．10	粉末	0．8	50	20	36	25
6	0．10	丝	1．0	50	20	35	125
7	0．10	丝	1．0	50	35	50	50
8	0．10	丝	1．1	50	20	34	100

分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，                  对反应速率有影响，能表明同一规律的实验还有          （填实验序号）；
（2）本实验中影响反应速率的除了浓度还有                ，仅表明该因素对反应速率产生影响的实验有            （填实验序号）。
（3）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因                。

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

实验序号	金属质量/g	金属状态	c（H2SO4） / mol·L^－1	V（H2SO4） / mL	溶液温度/℃	金属消失的时间/s
反应前	反应后
1	0.10	丝	0.5	50	20	34	500
2	0.10	粉末	0.5	50	20	35	50
3	0.10	丝	0.7	50	20	36	250
4	0.10	丝	0.8	50	20	35	200
5	0.10	粉末	0.8	50	20	36	25
6	0.10	丝	1.0	50	20	35	125
7	0.10	丝	1.0	50	35	50	50
8	0.10	丝	1.1	50	20	34	100
9	0.10	丝	1.1	50	30	44	40

分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，____________对反应速率有影响，____________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有____________（填实验序号）。
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有____________（填实验序号）
（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是____________。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：_________________。

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
（1）可通过观察图一的现象：                ，而定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是              ，你认为还可以作何改进？                     。

图一                      图二
（2）检查图二装置气密性的方法是                        。图二所示实验中需测量的数据是                         。