高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

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		……

 

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^－^1FeCl3溶液
④	10 mL 5%H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^－^1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^－^1FeCl3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，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用。为比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如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。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)

Ⅲ.(1)为了加深对影响反应速率因素的认识，老师让甲同学完成下列实验：
在Ⅱ中的实验装置的锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸，10 s时收集产生的H₂体积为50 mL(若折合成标准状况下的H₂体积为44.8mL)，用锌粒来表示10s内该反应的速率为______g/s；
(2)根据化学反应速率与化学平衡理论，联系化工生产实际，你认为下列说法不正确的是________(填序号)。
A．化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可以指导怎样使有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效办法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。请回答相关问题。

（1）定性分析：如图1可通过观察       ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为0.05 mol/L Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是       。
（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是         。
（3）加入0.10 mol MnO₂粉末于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3所示。
①写出H₂O₂在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式                。
②实验时放出气体的总体积是        mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：   ＞   ＞   ＞   。
解释反应速率变化的原因                   。
④H₂O₂的初始物质的量浓度是            （请保留两位有效数字）。

某化学实验小组的同学用下列仪器组装两套完全相同的装置定量探究浓度对反应速率的影响。

（1）为达到本实验目的其装置连接顺序为：a连________，________连________.
（2）连接好装置后的下一步操作是            
（3）锥形瓶中发生反应的离子方程式为                       
（4）两套装置的分液漏斗所装的试剂分别为1mol/L硫酸和4mol/L硫酸,该小组同学要测定并记录的数据如下表：

加入的试剂	H2的体积（相同条件下）	反应时间	反应速率
1mol/L硫酸酸	10mL	t1	v1
4mol/L硫酸	10mL	t2	v2

该小组同学通过实验得到的结果是：v₁ 小于v₂，其定量依据是_______________________.
（5）另有一组同学测定了每隔一分钟，锥形瓶中硫酸的浓度，记录结果如下：

请在给定的坐标图中作出v(H₂)-t的图像.

请解释0到4mim时该化学反应速率随时间变化的原因：                                          .
（6）除上述实验方案可定量测定该反应的化学反应速率外，还可能有的实验测定方案有：                      （任写一种）.

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设，并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ：在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入少量MnSO₄固体再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表1：

试 管	未加MnSO4的试管	加有MnSO4的试管
褪色时间	30 s	2 s

［表1］
实验Ⅱ：另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表2：

试 管	未滴加稀硫酸的试管	滴加了稀硫酸的试管
褪色时间	100 s	90 s

［表2］
实验Ⅲ：另取3支试管分别加入5 mL等浓度H₂C₂O₄溶液，然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间，如表3：

试 管	滴入10滴稀硫酸的试管	加入1 mL稀硫酸的试管	加入2 mL稀硫酸的试管
褪色时间	70 s	100 s	120 s

［表3］
（1）实验Ⅰ得出的结论是_____。
（2）比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是：_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO₄溶液的反应有影响
③加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO₄溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小
④在酸性范围内，pH值越小对反应越有利[
（3）写出草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：____。实验室利用该反应标定未知浓度H₂C₂O₄溶液，滴定终点的现象是：溶液颜色_____，且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO₄溶液体积会导致测得H₂C₂O₄溶液的浓度____（选填：偏大、偏小、无影响）。
（4）有同学根据查阅的资料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

上述实验中，实验_____可证明这个历程是可信的。

（1）已知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l0mL)：

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①、实验②、实验③，测定混合液变浑浊的时问，可探究_____对化学反应速率的影响。
（2）某同学设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

用离子方程式表示Na₂S₂O₃溶液具有碱性的原因_______,实验操作①中测试时pH试纸的颜色应该接近 _______。

A．红色

B．深蓝色

C．黄色

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。

（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）

（1）Zn粒和稀盐酸反应一段时间后，反应速率会减慢，当加热或加入浓盐酸后，反应速率明显加快。由此判断，影响化学反应速率的因素有     和     。
（2）为探究锌与盐酸反应过程的速率变化，某同学的实验测定方法是：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（氢气体积已换算为标准状况）：

时间/min	1	2	3	4	5
体积/mL	50	120	232	290	310

 
①哪一时间段反应速率最大          （填“0~1 min”或“1~2 min”或“2~3 min”或“3~4 min”或“4~5min”）。
②2~3 min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）为          。
③试分析1~3min时间段里，反应速率变大的主要原因                         。

现甲、乙两化学小组安装两套如下相同装置，用以探究影响H₂O₂分解速率的因素。

（1）仪器a的名称______;检查装置气密性的操作为______。
（2）MnO₂催化下H₂O₂分解的化学方程式是______。
（3）甲小组有如下实验设计方案，请帮助完成(所有空均需填满）。

⑷甲、乙两小组得出如图数据。
①由甲组实验II得出的数据可知：浓度越大，H₂O₂分解速率______;
②由乙组研究的酸、碱对H₂O₂分解影响因素的 数据分析_:相同条件下,Na₂O₂和K₂O₂溶于水放出气体速率较快的是______;乙组提出可以用BaO₂固体与H₂SO₄溶液反应制H₂O₂，其化学反应方程式为______;支持这一方案的理由是____________。

某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下：
 
分析表中数据回答下列问题，
(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而____________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入_____g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确_______理由是_________________。

(11分)（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10mL）：

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__________________。