高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色总是先慢后快．即反应速率由小变大．为此，甲同学做了如下实验进行探究：
（已知：MnO₄^-在酸性环境下的还原产物是Mn²⁺）
【实验用品】仪器：试管（若干个）、胶头滴管、100mL容量瓶、250mL容量瓶、10mL量筒、托盘天平、玻璃棒、烧杯、药匙
（1）0.10mol/L  H₂C₂O₄溶液的配制：
实验室欲配制100mL 0.10mol/L H₂C₂O₄溶液，需要称取草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）             g（精确到0.1g）；实验中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、胶头滴管和             ．
（2）反应的速率变化的探究：
在1号和2号试管中分别加入2mL0.10mol/L H₂C₂O₄溶液，在1号试管中加入硫酸锰固体．然后在两支试管中加入4mL 0.010mol/L KMnO₄溶液和几滴稀硫酸．现象如下表所示：

	试管1	试管2
实验现象	褪色很快	褪色很慢
褪色时间/s	4秒	31秒

 
请回答下列问题：
①甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是：                    ．
②H₂C₂O₄溶液与酸性的KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                      ．
③同学测出的颜色变化的时间是以下列哪个选项为依据的                    ．
A、从KMnO₄溶液刚好接触H₂C₂O₄溶液开始，溶液由紫红色变为近乎无色，半分钟之内不再出现紫    红色为止．
B、从KMnO₄溶液刚好接触H₂C₂O₄溶液开始，溶液由无色变为紫红色为止．
C、从KMnO₄溶液接触H₂C₂O₄溶液开始，溶液由紫红色变为近乎无色为止．
④甲同学认为该反应褪色由慢到快的原因是                          ．
于是甲同学得出结论                            ．
（3）乙同学和丙同学从甲同学的实验探究中得到启示，他们也分别提出了能影响该溶液化学反应速率  因素的另外两种可能原因，你认为他们提出的两种可能原因是：
I                   II                

某化学兴趣小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="=" K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
1	3.0	2.0	3.0	2.0	4.0
2	3.0	3.0	2.0	2.0	5.2
3	3.0	4.0	1.0	2.0	6.4

请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是                     。
（2）利用实验1数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示反应速率 v(KMnO₄)=              。
（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，如图甲所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺) 随时间变化的趋势应如图乙所示。 该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
       
①该小组同学提出的假设是                         。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并选择表中空白处应加入的物质。

实验编号	室温下，试管中所加试剂及其用量 / mL	再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
4	3.0	2.0	3.0	2.0

A．KMnO₄       B．H₂C₂O₄      C．K₂SO₄        D．MnSO₄
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                    。

某小组利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡，混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案：

编号	H2C2O4溶液	酸性KMnO4溶液	温度/℃
浓度/mol•L^-1	体积/mL	浓度/mol•L^-1	体积/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）该反应的离子方程式为                     ；
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是        (填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是             ；
（3）实验①测得KMn0₄溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMn0₄)=       mol·L^-1·min^-1；
（4）已知50℃时c(MnO₄^-)～反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时c(Mn0₄^-)～t的变化曲线示意图。

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下图。

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

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	加入物质
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 水
④	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 HCl溶液
⑤	9 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 NaOH溶液

（1）实验①和②的目的是探究________对反应速率的影响。
（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，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用。为探究不同浓度的Fe³⁺对H₂O₂分解的催化效果，实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
限选试剂：30% H₂O₂、0.1mol∙L^-1Fe₂（SO₄）₃、蒸馏水

（3）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_________来比较。（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
（4）参照下表格式，拟定实验表格，完整体现上述实验的方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

物理量 实验序号	V[30% H2O2]/mL		……
1	a		……
2	a		……

 

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇。光照下，草酸(H₂C₂O₄)能将其中的Cr₂O₇^2-转化为Cr^3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号	初始pH	废水样品体积/mL	草酸溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60

测得实验①和②溶液中的Cr₂O₇^2—浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化的离子方程式为____________________
（3）实验①和②的结果表明________________；实验①中0～t₁时间段反应速率v(Cr^3＋)＝________________mol·L^－1·min^－1(用代数式表示)。
（4）该课题组对铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe^2＋起催化作用：
假设二：____________________；
假设三：____________________；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K₂SO₄、FeSO₄、K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O、Al₂(SO₄)₃等。溶液中Cr₂O₇^2—的浓度可用仪器测定)

实验方案(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

 

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）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。

混合液	A	B	C	D	E	F
4mol·L^-1H2SO4/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反应一段时间后，实验E中的金属呈        色。
③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        。

某小组同学利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，倒入大试管中迅速振荡混合均匀，再加入硫酸，开始计时，通过测定混合溶液褪色所需时间来判断反应的快慢（已知反应方程式为：5H₂C₂O₄+2KMnO₄+3H₂SO₄＝2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O）。该小组设计了如下方案。

编号	H2C2O4溶液	KMnO4溶液	硫酸溶液	温度/℃
	浓度 （mol/L）	体积 （mL）	浓度 （mol/L）	体积 （mL）
①	0．10	2．0	0．010	4．0	4mL  4mol/L	25
②	0．20	2．0	0．010	4．0	4mL  4mol/L	25
③	0．20	2．0	0．010	4．0	4mL  4mol/L	50

（1）探究温度对化学反应速率影响的组合实验编号是__________（填编号，下同）；探究反应物浓度对化学反应速率影响的组合实验编号是__________。
（2）该小组同学由此实验发现反应进行一些时间后，有一时间段反应速率不断加快。同学们分析除了反应放热使体系温度升高外，可能还有其它原因，他们联想到教材上的科学探究实验，推断出反应混合溶液中的__________（填化学式）也加速了此反应的进行。
（3）上述实验①中充分反应后H₂C₂O₄过量，假设理论上能通过用酸性KMnO₄溶液滴定的方法来测定反应混合液中过量的H₂C₂O₄，请回答下列问题：
①取用反应混合液的滴定管用__________滴定管（填“酸式”或“碱式”，下同），盛装KMnO₄溶液的滴定管用__________滴定管。
②下列操作中可能使测出的H₂C₂O₄剩余量比理论值偏低的是__________。
A．读取酸性KMnO₄溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
B．滴定前盛放反应混合液的锥形瓶用蒸馏水洗净但没有干燥
C．盛装KMnO₄溶液的滴定管滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．盛装KMnO₄溶液的滴定管未润洗就直接注入酸性KMnO₄溶液
③此滴定实验是否需要滴加指示剂________（填“是”或“否”）；怎么确定此滴定的终点：_________。

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	10mL2% H2O2溶液	无
②	10mL5% H2O2溶液	无
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0．1mol·L^－1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液＋少量HCl溶液	1mL0．1mol·L^－^1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1mL0．1mol·L^－1FeCl3溶液

（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_____________________________________。
（2）实验①和②的目的是____________________________。实验时由于较长时间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____________________。
（3）写出实验③的化学反应方程式                                 。
（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下图。

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

根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO₂和N₂，化学方程式如下：
2NO＋2CO2CO₂＋N₂。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。 
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	实验目的	T/℃	NO初始浓度 mol/L	CO初始浓度 mol/L	同种催化剂的比表面积 m^2/g
Ⅰ	为以下实验作参照	280	6.50×10^-3	4.00×10^-3	80
Ⅱ					120
Ⅲ	探究温度对尾气转化速率的影响	360			80

【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：

（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________
（填“增大”、“减小”、“无影响”）；

（1）已知反应：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下：

实验编号	实验温度/℃	c（Na2S2O3）/mol·L^-1	V（Na2S2O3）/mL	c（H2SO4）/mol·L^-1	V（H2SO4）/mL	V（H2O）/mL
①	25	0.1	5.0	0.1	10.0	a
②	25	0.1	10.0	0.1	10.0	0
③	25	0.2	5.0	0.1	5.0	b
④	50	0.2	5.0	0.1	10.0	5.0

其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验           （填实验编号）；若同时选择实验①②、实验②③，测定混合液变浑浊的时间，可分别探究Na₂S₂O₃浓度和H₂SO₄的浓度对化学反应速率的影响，则表中a和b分别为         和         。
（2）某同学设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

实验操作①中测试时pH试纸的颜色应该接近              。
A．红色       B．黄色     C．深蓝色        D．绿色
上述流程中实验②、③的目的是为了探究Na₂S₂O₃某种化学性质，你认为是探究了Na₂S₂O₃的      性。

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/L K2SO4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                             。

（1）已知Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下（所取溶液体积均为10 mL）：

实验编号	实验温度/℃	c(Na2S2O3)/mol·L^-1	c(H2SO4)/mol·L^-1
①	25	0.1	0.1
②	25	0.2	0.1
③	25	0.1	0.2
④	50	0.2	0.1
⑤	50	0.1	0.1

其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择_______________（填实验编号）；
探究浓度对化学反应速率的影响，应选择________________（填实验编号）；
若同时选择①②③溶液变浑浊的时间，探究_____________________对化学反应速率的影响。
（2）已知Na₂S₂O₃溶液与Cl₂反应时，1mol Na₂S₂O₃转移8mol电子。该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________。
甲同学设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

（Ⅰ）甲同学设计实验流程的目的是证明Na₂S₂O₃溶液具有碱性和_______________性。
（Ⅱ）加入BaCl₂溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_________________________________。
（Ⅲ）乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____________（填“甲”或“乙”），理由是__________________________________________。

(14分)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．

	分组实验	催化剂
①	10mL 5% H2O2溶液	无
②	10mL 2% H2O2溶液	无
③	10mL 5% H2O2溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液
④	10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液
⑤	10mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL 0.1mol•L^﹣1FeCl3溶液

（1）写出实验③中H₂O₂分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：      ．
（2）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      ．
（3）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1．分析上图能够得出的实验结论：    环境能增大H₂O₂分解的速率；      环境能减小H₂O₂分解速率．
（4）将0.1g MnO₂粉末加入50mL 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2所示．解释反应速率变化的原因：      ，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为      ．（保留两位有效数字，在标准状况下测定）

控制变量法是研究化学变化规律的重要思想方法。请仔细观察下表中50ml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/^oC	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_____________。
（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____________。