高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

常温下，取两片质量相等、外形和组成相同表面经过砂纸打磨（完全除掉了氧化物）的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H⁺)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管（相同体积）中制取H₂。实验现象如下表：

时间 酸	1 min	2 min	5 min	15 min	20 min
3mol／L HCl	少量气泡	较多气泡	大量气泡	反应剧烈	铝片耗尽
1.5mol／L H2SO4	均无明显现象(无气泡)

（1）写出以上反应的离子方程式______________________________________  。
（2）分析上表数据，你得出的结论是：                                  。
（3）你认为出现以上现象的可能原因是（写出一个即可）：
__________________________________      ___________________ _；
（4）请设计实验对你的假设进行验证：
_______________________________________________    ___________；
(5)如果上述假设都成立，要使以上稀硫酸与铝反应产生的氢气速率加快，可以采取的措施有（列举三个）：                                                    

某校某班化学兴趣小组进行了下列两项试验活动：（1）探究草酸（H₂C₂O₄）与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢；（2）测定草酸晶体的纯度。已知：①在酸性环境下的还原产物是；②草酸是二元弱酸。
Ⅰ．探究草酸与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢
取4支试管，分别加入的草酸溶液，按下表中四种方案分别加入相应的试剂，使其发生反应。四支试管中均可观察到有气泡产生，且溶液的颜色变化都为：紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色，溶液褪为无色所需的时间如下表所示（表中“—”表示未加入该试剂）。

实验 编号	反应温度 （利用水浴加热）	稀硫酸溶液	固体	溶液	褪色时间
1	65℃	—	—	1.0mL	100s
2	65℃	10滴	—	1.0mL	90s
3	75℃	10滴	—	1.0mL	40s
4	75℃	10滴	加入少许	1.0mL	3s

根据以上4组实验，可以得出的结论主要有_______________________________。
Ⅱ．测定草酸晶体的纯度
用托盘天平称取草酸晶体样品；配制成溶液；每次移取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.10mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定；滴定实验重复操作2—3次。请回答：
（1）实验中需要用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、250mL容量瓶外还需要的一种玻璃仪器是____________。（填仪器名称）
（2）上述溶液与酸性溶液反应的离子方程式为_________。
（3）若滴定过程中平均消耗酸性高锰酸钾溶液VmL，则草酸晶体的纯度为_______（以含W、V的表达式表示）。

某探究小组用HNO₃与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO₃浓度为1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO₃的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验 编号	T/K	大理石 规格	HNO3浓度(mol·L^-1)	实验目的
①	298	粗颗粒	2.00	（Ⅰ）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； （Ⅱ）实验①和　　 探究温度对该反应速率的影响； （Ⅲ）实验①和　　 探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；）
②
③
④

(2)实验①中CO₂质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式CaCO₃+HNO₃=Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，计算实验①在70～90 s范围内HNO₃的平均反应速率为　　　　　　　　　　　　。（可用分数表示）
（3）请在答题卡的框图中，画出实验②、③和④中CO₂质量随时间变化关系的预期结果示意图。

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：
①实验1、2研究的是        对H₂O₂分解速率的影响。
②实验2、3的目的是                                              。  
（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：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他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）实验三：已知2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显但不久突然褪色，反应速率明显加快。
①针对上述实验现象，某同学认为KMnO₄与H₂C₂O₄反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是_____的影响。
②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，还需要选择的试剂最合理的是        。
A、硫酸钾         B、硫酸锰         C、水      D、氯化锰

“碘钟”实验中，3I^－＋S₂O₄^2－的反应速率可以用I₃^－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：

	①	②	④	⑤	⑥
c（I^－）/mol·L^－^1	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c（S2O4^2^－）/mol·L^－^1	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t /s	88.0	44.0	22.0	44.0	t2

回答下列问题：（1）该实验的目的是                                 。
（2）显色时间t₂＝          。
（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t₂的范围为       （填字母）
A．<22.0s  B．22.0～44.0s   C．＞44.0s    D．数据不足，无法判断
（4）通过分析上表数据，得出的结论是                                      

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）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__________________________________________．
（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                                     ．

某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：
（一）制取氧化铜
①称取2 gCuSO₄·5H₂O研细后倒入烧杯，加10 mL蒸馏水溶解；
②向上述CuSO₄溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再产生沉淀，然后将所得混合物转移到蒸发皿，加热至沉淀全部变为黑色；
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用。
回答下列问题：
⑴上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_______________（填实验序号），步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是___________________；
⑵步骤③中洗涤沉淀的操作是______________________________________________
__________________________________________________________。
（二）证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较
用右图装置进行实验，实验时均以生成25 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，相关数据见下表：

实验序号	KClO3质量	其它物质质量	待测数据
④	1.2 g	无其他物质
⑤	1.2 g	CuO  0.5 g
⑥	1.2 g	MnO2  0.5 g

回答下列问题：
⑶上述实验中的“待测数据”指_____________；
⑷本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是___________（填“酸式”或“碱式”）滴定管；
⑸若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O₂，可待气体收集结束后，用弹簧夹夹住B中乳胶管，拔去干燥管上单孔橡皮塞，__________________________________________
____________________________________________________；
⑹为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用，需补做如下实验（无需写出具体操作）：
a．_______________________________，b．CuO的化学性质有没有改变。

某校的探究小组同学想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用，设计了以下的对比实验和操作步骤：
①任取两份氯酸钾，分别放入两支试管，在其中一份中加入经精确称量的n g氧化铜粉末。
②将两份氯酸钾同时在相同的条件下加热，将放出的气体通入水中，观察放出气体的快慢。
③停止加热、冷却，将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解，小心过滤，将滤出固体物质洗涤并干燥。
④观察滤出固体物质的状态、颜色。
⑤将滤出固体物质和炭粉混合，在密闭容器中加热，并将反应产生的气体通入澄清石灰水中，并观察实验现象。
（1）从以上有关实验步骤的叙述中可发现操作方案还存在一些缺陷，请指出并加以改进：
______________________________________________________________________、
______________________________________________________________________。
（2）有人换用另一种方法来代替上述第⑤操作，请从下图中选择仪器中连接成一套实验装置，这套实验装置的连接顺序是_______接______、________接______、________接________接_______（气流的方向从左往右）。

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：   
                                                             。

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通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请根据实验中现象并结合图2中数据回答0到6分钟内哪一段速率最快       。
A： 0—2 分钟          B： 2—4 分钟              C： 4—6分钟
②并请简述速率出现这种情况的其原因：                                               
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与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，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①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SO2－ 4对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^－对反应没有影响，而SO2－ 4对反应具有阻碍作用；
原因Ⅲ：____________________________________________________；
原因Ⅳ：Cl^－、SO2－ 4均对反应具有促进作用，但Cl^－影响更大；
原因Ⅴ：________________________________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、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：
a．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；
b．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a中________________________，实验b中________________________，则说明原因Ⅰ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。

控制变量法是研究化学变化量的重要思想方法。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/℃	碳酸钙消失 时间/s
反应前	反应后
1	块状	0.5	20	39	400
2	粉末	0.5	20	40	60
3	块状	0.6	20	41	280
4	粉末	0.8	20	40	30
5	块状	1.0	20	40	120
6	块状	1.0	30	50	40

（1）该反应属于      反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）实验5、6表明         对反应速率的影响。
（3）从本实验数据中分析，影响化学反应速率的因素还有           ，能表明这
一规律的实验序号是              。

(12分)某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如图所示的装置。

(1)检查图所示装置气密性的方法是__________________________________________ ___________________________________________________________________________。
(2)若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间内产生气体的体积，也可以测量________________________________________________________________________。
(3)实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示，

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，请回答下列问题。

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 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中不再产生气泡； 试管B中产生的气泡量增大。
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。

（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__________________________________（用实验中所提供的几种试剂）。
（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，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是______________________。

(9分)在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片分别投入lOOmL、O.1mol／L的稀硫酸和0.2mol／L的稀盐酸中，仔细观察后发现，两者反应速率有明显差异，投入到稀硫酸中的锌表面产生的气泡没有投人到稀盐酸中的快。大家分析、讨论后认为产生这一现象的原因可能有两个：氯离子对反应起了正的催化作用，即氯离子加快了反应；
另一种可能是硫酸根离子对反应起了负催化作用，即硫酸根离子阻碍了反应的进行。持前一种观点的三位同学设计实验并根据实验现象认为均证实了自己的推论是正确的，他们的实验方案和实验现象分别是：
甲：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmL0.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钠固体，发现反应速率加快；
乙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投入lOOmLO.1mol/L的稀硫酸中，并加入适量氯化锌固体，发现反应速率加快；
丙：在室温下，将表面积相同、纯度相同、体积也相同的同种锌片投人lOOmLO.1moL/L的稀硫酸中，并加入适量氯化钡固体，发现反应速率加快；
请你对三位同学的实验方案作出评价，他们能否得出“氯离子对反应起了正的催化作用”的结论，并简要说出弹由．
甲：________;____________________________________________________________
乙：________;____________________________________________________________
丙：________;____________________________________________________________

某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。
设计的简易实验装置如图。该实验的主要操作步骤如下：

a.配制浓度均为1 mol·L^－1盐酸和醋酸溶液；
b.用     量取10.00 mL1 mol·L^－1盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中；
c.分别称取除去表面氧化膜的镁带a g，并系于铜丝末端，a的数值至少为     g；d.在广口瓶中装足量的水，按图连接好装置；检查装置的气密性；e.将铜丝向下移动，使足量镁带浸入酸中，至反应完全，记录      ；
f.反应结束后待温度恢复到室温，若丙中液面高于乙中液面，读取量筒中水的体积前，应       ，读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题：        
（1）用文字表述d检查该装置气密性的操作与观察方法：    。
（2）本实验中应选用      (填序号)的量筒。
A．100 mL              B．200 mL             C．500 mL
（3）简述速率不等的原因    ，铜丝不与酸接触的原因是     。