高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和Fe²⁺浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请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/K	pH	c/10^-3mol·L^-1
H2O2	Fe^2+
①	为以下实验作参考	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
③		298	10	6.0	0.30

 
【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。

（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：
υ（p-CP）=             mol·L^-1·s^-1
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：                 
                  。 
（4）实验③得出的结论是：pH等于10时，                                   。
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法                         。

(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）

某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O₂的体积百分数。

(1)实验前用碱液清洗铁钉，再用0．100mol/L的H₂SO₄溶液浸泡至有气泡产生。用H₂SO₄溶液浸泡的目的是_____                               。
(2)为尽量减小误差，下列操作的正确顺序是______        (填序号）。
①装人铁钉②插入注射器向铁钉表面滴入适量 NaCl溶液并打开止水夹③将导管口浸入品红溶液④塞 上单孔活塞⑤检查装置气密性
(3)实验中试管内发生的总反应为__       ____                                ；用该实验方案测量空气中O₂的体积百分数时应测量的数据是：①导管与试管内部空间总体积，②______               。
(4) 实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，对其影响因素作如下分析，请补充 写出假设三：
假设一：电解质溶液的PH不同
假设二_:NaCl溶液的浓度不同
假设三：                     
(5)借助上述实验装置，通过调节溶液的pH验证假设一，获得了如下实验数据：

①当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是__              ____      
②根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是______        
③按上述实验装置，设计实验证明假设二。
第一步：___________                   ；
第二步_:：相同温度下，加入系统表面积的铁钉，组装两套完全相同的上述装置，分别用注射器将NaCl溶液滴入铁钉表面；
第三步：记录形成稳定液柱所用时间和液柱的高度，比较分析数据得出结论。

(15分) 某同学设计了如下图所示装置（部分夹持装置已略去），该装置可以用来进行多项
实验研究。

请回答：
（1）用上述装置探究影响化学反应速率的因素。
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是      。
②用上述装置进行实验，以生成9.0 mL气体为计时终点，结果为t₁＞t₂。

序号	V(H2SO4)/mL	c(H2SO4)/mol·L^－1	t/s
Ⅰ	40	1	t1
Ⅱ	40	4	t2

 
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是      。
③若将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是（填序号）      。
a．石墨        b．银      c．铜          d．沙粒（二氧化硅）
（2）用上述装置测定粗锌片的纯度。
①连接好装置，检查装置气密性，称量粗锌片mg置于圆底烧瓶中，滴加足量稀硫酸，充分反应直至不再产生气体为止，测得气体体积为VL，则粗锌片的纯度为      。
②本实验在读数前对量气管的操作是      。
③本套装置中若考虑滴入的稀硫酸的体积（假设其它操作都正确），则测得的气体的体积将      。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”，）
（3）用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。
①圆底烧瓶中的试剂可选用（填序号）      。
a．NH₄Cl溶液       b．C₂H₅OH           c．Na₂CO₃溶液       d．稀硫酸
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是      。

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/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__________________________________________。

影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
（1）实验一：取等物质的量浓度等体积H₂O₂溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。

序号	条件	现象	结论
温度/℃	催化剂
1	40	FeCl3溶液
2	20	FeCl3溶液
3	20	MnO2
4	20	无

 
试回答：实验1、2研究的是其他条件相同时        对H₂O₂分解速率的影响。
（2）实验二：经研究知Cu^2＋对H₂O₂分解也具有催化作用，为比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：
① 定性分析：如图甲可通过观察________________________________，定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是__________________________。

②定量分析：为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。完成该实验应该测定的实验数据是____________________________________________。

(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__________________。

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称大苏打，主要用于照相业作定影剂。Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中会迅速发生反应。
（1）完成Na₂S₂O₃溶液与稀硫酸混合反应的化学方程式：
H₂SO₄+Na₂S₂O₃＝ Na₂SO₄+H₂O+          +            
该反应可用于探究外界条件对反应速率的影响，完成有关的实验设计表（已知各溶液体积均为5mL）：

实验 编号	T/K	c（Na2S2O3）/mol·L^-1	c（H2SO4） /mol·L^-1	实验目的
①	298	0.1	0.1	实验①和②探究温度对该反应速率的影响；实验①、③和④探究反应物浓度对该反应速率的影响。
②	308
③		0.2
④		0.1

（2）Na₂S₂O₃还具有很强的还原性，Na₂S₂O₃溶液与足量氯水反应的化学方程式为______________________。（S元素被氧化为SO₄^2－）

某同学在用稀硫酸与锌粒（黄豆粒大小）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）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有                       、                   。（例举两种措施）
（4）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的时间。
请完成此实验设计，其中：V₁=        ，V₆=       ，V₉=     ；

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH2SO4（mL）	40	V1	V2	V3	V4	V5
CuSO4（mL）	0	1	5	10	V6	40
H2O（mL）	V7	V8	V9	V10	15	0

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。

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	粉末	0.5	50	20	35	50
2	0.10	块状	0.8	50	20	35	200
3	0.10	粉末	0.8	50	20	36	25
4	0.10	块状	1.0	50	20	35	125

分析上述数据，请回答下列问题。
（1）实验1和3表明，              对反应速率有影响，能表明这种影响因素的实验还有            （填实验序号）。
（2）本实验中影响反应速率的其他因素还有         ，其实验序号是       。该实验说明               ，则反应速率越快；
（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：
                                                                            。

甲、乙两个实验小组分别利用KMnO₄酸性溶液与H₂C₂O₄溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响。设计实验方案如下：
甲组：通过测定生成CO₂气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。
实验装置如图，实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

(注：实验中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄)：

序号	A溶液	B溶液
①	2 mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4溶液
②	2 mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4溶液

 
(1)如何检查该装置的气密性：                                  。
(2)写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式(提示：H₂C₂O₄为弱酸)：                     。
(3)该实验探究的是         对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器，实现该实验目的还欠缺的仪器：            。你将如何比较①②组化学反应速率大小？你的操作是                       。
乙组：通过测定单位时间内KMnO₄溶液浓度变化来判定反应速率快慢。
25℃时，40 mL 0.001mol/LKMnO₄与38 mL0.1 mol/LH₂C₂O₄和2 mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80 mL中KMnO₄的浓度及对应时段的平均反应速率数据：

时间（min）	4	8	12	16	21	22	23	24	25
c(KMnO4)(10^-4mol/L)	4.58	4.02	3.36	2.25	0.72	0.43	0.23	0.16	0.13
υ(KMnO4) (10^-4mol/(L·min)	υ	0.14	0.17	0.28	0.32	0.29	0.20	0.07	0.03

 
(4)完成上表中υ=   ×10^-4mol/(L·min)。
问题讨论：已知该实验过程中溶液温度几乎不变，但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大。
①你认为引起该反应速率增大的因素是                。
②请设计实验证明你的观点，写出实验步骤及结论：

实验步骤及结论：

 

草酸晶体的组成可表示为H₂C₂O₄·xH₂O。实验室常用其加热分解制取CO气体，反应方程式为：H₂C₂O₄·xH₂O  CO+CO₂+(x+1)H₂O。下图为分解草酸晶体，用干燥纯净的CO还原CuO制取Cu，并收集CO的实验装置(略去铁架台、铁夹等支撑加持装置)，回答下列问题。

（1）A装置为加热分解草酸的装置，该装置错误是_________________，C装置中盛放的试剂是_______ (填化学式)，E装置的作用是__________。
（2）实验过程中涉及到如下操作：
①点燃A处的酒精灯  
②熄灭A处的酒精灯  
③点燃D处的酒精灯  
④熄灭D处的酒精灯。
这4步操作由先到后的顺序为_______(填序号)。点燃D处酒精灯前必须要进行的操作名称是__________。
（3）用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸晶体，求x的值。
实验步骤：准确称取1.17g 草酸晶体，配成100mL溶液；取出20.00mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0500mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液16.00mL。滴定时，所发生的反应为：2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H⁺ = 10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O。
①配制草酸溶液除需要玻璃棒、烧杯，还一定需要的玻璃仪器有_____________。
②x=________。
（4）为探究催化剂对化学反应速率的影响，在甲乙试管中分别加入下列物质

试管	0.01mol/L KMnO4	0.1mol/L H2C2O4	0.1mol/L H2SO4	MnSO4固体
甲	4 mL	x mL	1 mL	无
乙	y mL	2mL	1 mL	有

则x=_______，y=________。能够得出催化剂对该反应有影响结论的实验现象是___________________。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。
已知：①氧化性： ＞Fe^3＋＞I₂；还原性：＞I^－；②KI＋I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为4份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①向第四份试液中加K₃Fe(CN)₆溶液，根据是否得到具有特征蓝色的沉淀，可检验是否含有   （用离子符号表示），蓝色的沉淀是_______（用化学式表示）。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为：______、______
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_________________。
将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质不适合作为食盐加碘剂，其理由是_________________________________。
（3）某同学为探究温度和反应物浓度对反应2IO₃^－＋5SO₃^2－＋2H^＋=I₂＋5SO₄^2－＋H₂O的速率的影响，设计实验如下表所示：

	0.01mol·L^－1KIO3 酸性溶液(含淀粉) 的体积/mL	0.01mol·L^－Na2SO3 溶液的体积/mL	H2O的 体积/mL	实验 温度 /℃	溶液出现 蓝色时所 需时间/s
实验1	5	V1	35	25	t1
实验2	5	5	40	25	t2
实验3	5	5	V2	0	t3

 
表中数据：t₁     t₂（填“>”、“<”或“=”）；表中V₂=___________mL

Ⅰ已知：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：

实验序号	反应温度/℃	Na2S2O3溶液	稀H2SO4	H2O
V/mL	c/(mol/L)	V/mL	c/(mol/L)	V/mL
①	20	10.0	0.10	10.0	0.50	0
②	40	V1	0.10	V2	0.50	V3
③	20	V4	0.10	4.0	0.50	V5

（1）该实验①、②可探究     对反应速率的影响，因此V₁=  ，V₂=   ；V₃=  ；
（2）实验①、③可探究     对反应速率的影响，因此V₄=   ，V₅=  ；
（3）下列有关该的相关叙述正确的是     
A．实验前，应先在一张白纸上用黑墨水笔在白纸上画粗浅一致的“+”字，衬在锥形瓶底部，实验中记录反应开始到产生的浑浊将锥形瓶底部的“+”字刚好完全遮盖所需的时间
B．该实验所需的计量仪器有量筒、温度计
C．实验时，应先将量取的Na₂S₂O₃ 和H₂SO₄溶液混合，然后置于相应温度的热水浴中反应，记录每组反应所需时间
D．每组实验至少需要两支量筒
（4）实验过程中为什么不用测量一定时间内放出SO₂气体的量来表示该反应的化学反应速率的大小？                                    。
Ⅱ利用反应：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI可以定量测定市售硫代硫酸钠(M_r=158)的纯度，现在称取Wg硫代硫酸钠固体样品，配成250mL的溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，加入指示剂，用含有I₂为amol/L的碘水滴定，消耗碘水bmL，则：
（1）验过程中滴定管应该选择的是     （酸式或碱式）滴定管，滴定前可以选择        做指示剂，滴定终点的现象为
（2）对于该滴定实验的有关操作或误差分析正确的是     。
A．滴定前，应对滴定管、锥形瓶进行润洗操作
B．滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外，会使所测结果偏大
C．滴定管在滴定开始时尖嘴有气泡，滴定完成后气泡消失，则所测得的纯度将会偏小
D．滴定前仰视读数而滴定结束时俯视读数，则所测得的纯度将会偏小
（3）样品中硫代硫酸钠纯度的表达式为               。