高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

（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。设计实验一如下（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间，可探究______________对化学反应速率的影响。
（2）在一定温度下，若将4a mol H₂和2a mol N₂放入V L的密闭容器中，5 min后测得N₂的转化率为50%，则该段时间用H₂表示的反应速率为______________________
实验二：已知2KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄===K₂SO₄＋2MnSO₄＋8H₂O＋10CO₂↑，在开始一段时间内，反应速率较小，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显增大。
（3）针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是______________________的影响。
（4）若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加入______________（填字母序号）。
A．硫酸钾   B．硫酸锰   C．氯化锰   D．水

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

 
反应速率最大的（填0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）时间段为        。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
你认为他的做法可行的是                               （填相应字母）；做法不可行的是             （填相应字母），做法不可行的理由是                     。

催化剂在生产和科技领域起到重大作用。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甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

（1）定性分析：如图甲可通过观察                             ，定性比较得出结论。同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，其结论________(填“合理”或“不合理”)，理由是______________________。
（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，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所示。

①实验时放出气体的总体积是           mL。
②放出1／3气体所需时间为           min。
③计算H₂O₂的初始物质的量浓度_____________。 （请保留两位有效数字）
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____＞____＞____＞____。
⑤ 解释④反应速率变化的原因  ___                         _____。

某课外兴趣小组对双氧水（H₂O₂水溶液）做了如下实验探究。
（1）将质量相同但聚集状态不同的MnO₂分别加入5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条试之。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，使木条复燃	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反应的化学方程式                                       。
②实验结果说明催化剂作用的大小与                      有关。
（2）取三份含有等量H₂O₂，但质量分数不同的双氧水，分别向其中加入1克MnO₂粉末。测定结果如下：

双氧水体积	操作情况	反应完成所需的时间	收集到气体体积	反应后液体温度
a1%的150mL		11分钟	539mL	24℃
a2%的15mL	混合不振荡	1分20秒	553mL	56℃
a3%的7.5mL		9秒	562mL	67℃

请简要说明：
①反应完成所需的时间不同的原因                                    。
②反应后液体温度不同的原因                                        。
③收集到气体体积不同的原因                                        。
（3）向含有酚酞的NaOH稀溶液中，逐滴滴入10%的双氧水，红色褪去。
①已知双氧水显弱酸性，试写出H₂O₂的电离方程式：                     。
②小组讨论红色褪去的原因时，甲同学认为是双氧水显酸性所致；乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。（简要文字说明)

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Cr³⁺。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°C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c（H⁺）和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	初始c（H^+）	废水样品体积/mL	草酸溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL
①	1.0×10^—4	60	10	30
②	1.0×10^—5	60	10	30
③	1.0×10^—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为             （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明                      ；
实验①中0~t₁时间段反应速率（Cr³⁺）=        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：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

（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。

某同学对MnO₂、CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题，请填空：

实验编号	KClO3（g）	氧化物	产生气体（mL）（已折算为标况）	耗时（s）
化学式	质量（g）	实际回收
1	0.6	—	—	—	10	480
2	0.6	MnO2	0.20	90%	67.2	36.5
3	0.6	CuO	0.20	90%	67.2	79.5
4	0.6	Fe2O3	0.20	90%	67.2	34.7
5	0.6	Cr2O3	0.20	异常	67.2	188.3

 
（1）本实验的装置由下图三部分组成，其正确的接口连接顺序为                            。

（2）为证明编号2的实验中MnO₂起到催化作用，还要测定反应剩余物中MnO₂的质量，实验的操作顺序是：溶解→                                       。
（3）写出实验室中通过编号2制取氧气的化学方程式：                                    
（4）从上表实验数据分析，对氯酸钾受热分解有催化作用的物质，按其催化能力从大到小的顺序为     （填物质的化学式）。
（5）在进行编号5的实验时，有刺激性的黄绿色气体产生，该气体可能是      （填化学式），可用                                     试纸检验该气体，上述异常现象产生的原因是                                            。

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 ·4H₂O]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°C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，作对比实验，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		10	30
②	5	60	10
③		60		20

 
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）实验①和②的结果表明_______________________________；
（3）该课题组队铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄ ·4H₂O]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：             ；……
（4）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
取_______________________________代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验	反应进行相同时间后 若溶液中的Cr2O7^2^－浓度____________________________则假设一成立； 若溶液中的Cr2O7^2^－浓度____________________________则假设一不成立；

 

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，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证。
猜想Ⅰ：此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；
猜想Ⅱ：……。
【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因
【实验用品】仪器：试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；
试剂：0.1mol/L H₂C₂O₄溶液、0.05mol/L KMnO₄（硫酸酸化）溶液等。
请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容。
（1）草酸（H₂C₂O₄，弱酸）与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为（已知：MnO₄^＿还原产物是Mn²⁺）                                                    。
（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是               。
（3）猜想Ⅱ可能是______________________________________________________________。要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是             。
（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。

	试管A	试管B
加入试剂
（预期）实验现象 （褪色时间）
结论	猜想Ⅱ正确

 

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。

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。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)俗称大苏打，照相业中用作定影剂。Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中与酸反应有单质硫和SO₂生成。
（1）Na₂S₂O₃溶液与稀硫酸混合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5 mL)：

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和③探究反应物浓度对该反应速率的影响
②	308
③		0．2

（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：
________                                                (提示：S元素被氧化为SO₄^2-)。
（3）现有一瓶Na₂S₂O₃固体，可能含有Na₂SO₄固体，请设计实验验证，写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂：1 mol·L^－1 H₂SO₄、1 mol·L^－1 HNO₃、1 mol·L^－1 HCl、1 mol·L^－1 NaOH、0．1 mol·L^－1 Ba（NO₃）₂、0．1 mol·L^－1 BaCl₂、0．01 mol·L^－1 KMnO₄、蒸馏水。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量固体于试管A中，加蒸馏水溶解。
步骤2：向试管A加入
步骤3：取步骤2的少量上层清液于试管B中，

 

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	0．2mol/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中数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为：υ（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1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2所示。该小组同学根据图2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，并填写表中空白。

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		t

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                           。

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－）