高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。

（1）图一可通过观察_____________________________ 现象来定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是__________________________，
你认为还可以作其他何种改进？ _____________________________________________。
（2）图二可用于定量比较反应的快慢，检查图二装置气密性的方法是               。
利用图二做实验时需测量的数据是                               。

(9分)某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣。想探究是否只有MnO₂能催化KClO₃受热分解?CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?若有催化作用，效率怎样?请你与他一起进行实验探究：
I．课题名称：_________________________。
Ⅱ．实验仪器：略
实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ．实验步骤：略
Ⅳ．实验数据：

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)	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

V．实验讨论：
⑴请用编号3的实验数据求得KClO₃的分解率：为______％(保留一位小数)。
⑵在用Cr₂O₃做实验时，有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成橘黄色（K₂Cr₂O₇）。该刺激性气体可能是______（填化学式)，用     检验。（填序号）
A、湿润的蓝色石蕊试纸           B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸                D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ．实验结论：________________________________________________________。

(9分)某同学对第四周期过渡元素产生浓厚的兴趣。想探究是否只有MnO₂能催化KClO₃受热分解?CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?若有催化作用，效率怎样?请你与他一起进行实验探究：
I．课题名称：_________________________。
Ⅱ．实验仪器：略
实验试剂：二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
Ⅲ．实验步骤：略
Ⅳ．实验数据：

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)	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

V．实验讨论：
⑴请用编号3的实验数据求得KClO₃的分解率：为______％(保留一位小数)。
⑵在用Cr₂O₃做实验时，有刺激性气味的气体产生，同时绿色的混合物变成橘黄色（K₂Cr₂O₇）。该刺激性气体可能是______（填化学式)，用     检验。（填序号）
A、湿润的蓝色石蕊试纸           B、湿润的碘化钾淀粉试纸
C、湿润的PH试纸                D、湿润的红色石蕊试纸
Ⅵ．实验结论：________________________________________________________。

过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。
（1）实验室利用反应可制备氧气。
①取等物质的量浓度等体积溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，实验报告如下表所示。

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

   实验1、2研究的是______________对分解速率的影响。
实验2、3的目的是____________________________。
实验中可以表明该反应速率差异的现象是______________。
②实验室用做该反应的催化剂，使用如下图所示装置的A部分制备，避免反应过于剧烈的操作是______________。

（2）与水反应也可生成，某同学取样品与过量水反应，待反应完全终止时，得溶液X和（已折算为标准状况），该同学推测样品中含有杂质或反应中生成，并进行实验研究。
①取少量X于试管中，滴加溶液，立即生成红褐色沉淀，则反应的离子方程式为________________________________________________________。
②通过如上图所示整套实验装置测定样品的纯度，假设所含杂质不参加反应，取25，滴入烧瓶内使其与过量酸性溶液反应，最终生成（已折算为标准状况），则此样品中的质量分数是____________________________。

在锌与盐酸反应的实验中，某学生得到的结果如下表所示：
 
（1）t₁=        s。
（2）根据表中数据得出关于温度影响反应速率的结论是            。
（3）t₁      t₄（填“>”、“<”、“=”），原因是             。
（4）t₂      t₃（填“>”、“<”、“=”），原因是             。

某学生用0.1×10×25mm³，质量分数≥99.5%的铝片和盐酸反应制取H₂，实验现象见下表：

（1）写出铝片与盐酸、硫酸反应的离子方程式                                  
（2）反应1～15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐加快，15～20min内，反应速率逐渐减小。其原因是                                                            
（3）①根据铝片与盐酸和硫酸反应现象的差异，有学生对此现象提出如下猜想（至少要写出两种假设）：
假设一：Cl^-对该反应有促进作用,对该反应不影响。
假设二：                                                            。
假设三：                                                            。]
假设四：                                                            。
③ 请你以“假设一”为实验课题，设计实验方案探究，要求写出主要实验步骤。
                                                                    
                                                                  
                                                                   
                                                                    

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。

图1

图2
（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。

在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：_______________________________________________________

_________________________________________________________。
（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SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：Cl^-对反应没有影响，而SO₄^2-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-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Ⅲ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。

(12分)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。他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
(1)甲同学研究的实验报告如下表：

①分别取等体积的2 mol/L 硫酸于试管中； ②分别投入大小、形状相同 的Cu、Fe、Mg。

反应快慢： Mg>Fe>Cu

反应物的性质越活泼，反应速率越快。

 
该同学的实验目的是研究                                                                        对化学反应速率的影响；根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持           条件相同。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用右图装置进行定量实验。

完成该实验应选用的实验药品是                            
                            ；应该测定的实验数据是                     。

化学反应速率的变化和化学平衡移动的规律都可以通过实验得出结论，勒夏特列原理也是由实验总结出来的。
（1）将铜片投入到稀硝酸中，开始时产生气泡的速率很慢，随后反应速率增大，根据你学到的知识分析，反应速率增大的原因是________________ __________________。当进行一段时间后，反应速率又减慢，这次速率减慢的原因是_______________________________。
（2）丙酮和碘在酸性溶液中发生下列反应：CH₃COCH₃＋I₂CH₃COCH₂I＋H＋＋I－。25℃时，该反应的速率由下列经验公式决定：
υ＝k•c（CH₃COCH₃）•c（H＋）[mol/（L•s）]
根据该经验公式，如果c（I2），c（CH3COCH3），c（H＋）的起始浓度依次为0．01 mol/L，0．1 mol/L，0．01 mol/L，分析反应速率的变化趋势是_______________ ________________。
（3）在一支试管中先加入30 mL 0．01 mol/L FeCl3溶液，再滴加10 mL 0．01 mol/L KSCN溶液，摇匀。将制得的溶液平均分装于4支试管中，然后分别加入：①FeCl3固体；②KSCN固体；③KCl固体；④H2O。充分振荡后，溶液的颜色基本不变的是________（填序号）。
（4）在50 mL的注射器中吸入40 mL NO2和N2O4的混合气体，在另一同样规格的注射器中吸入40 mL Br2（g），对比两注射器中气体的颜色完全一致。然后都将注射器的活塞慢慢推至20 mL处，发现注射器内气体的颜色变化的现象是___________________________。推测平衡移动是通过观察装入NO2和N2O4的混合气体的注射器内气体的颜色比装入Br2（g）的注射器内气体的颜色_______。
（5）如果要鉴别密封于由两球连通的密闭容器中充满的红棕色气体是NO2和N2O4混合气还是Br2（g），可以____________________。

(9分)为比较Fe3+、Cu2+和MnO2对H2O2分解反应的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙、丙所示的实验。请回答相关问题：

（1）同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。其结论________(填“合理”或“不合理”)。理由是_______________________。
（2）同学Y利用乙装置，测定相同时间内产生气体的体积，从而探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。试回答下列问题：
①仪器A的名称是________。
②除了必要的试剂和图乙所示的仪器外，还有一样不能缺少的实验用品是___________。
③实验时组装好装置乙，关闭A的活塞，将注射器活塞向外拉出一段。这一操作的实验目的是_______________________。
④测定气体体积时，是否需要事先排除乙装置内的空气________(填“需要”或“不需要”)。
（3）同学Z利用丙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将50 mL 双氧水一次性加入盛有0.10 mol MnO2粉末的烧瓶中，测得标准状况下由量气管读出气体的体积[V(量气管)]和
时间(t/min)的关系如图所示。

①实验时放出气体的总体积是________mL。
②b________(填“大于”、“小于”或“等于”)90 mL。
③同学Z除了探究MnO2对H2O2分解速率的影响情况，
还可得出________对H2O2分解速率的影响情况。

如右图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中．

试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是                         
(2)产生上述现象的原因是                        
(3)写出有关反应的离子方程式：                  
(4)由实验推知，MgCl₂溶液和H₂的总能量     (填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量．

某研究性学习小组成员，利用稀硫酸与某金属的反应来探究影响化学反应速率的因素，下表是研究过程中记录的实验数据(表中某些数据记录已模糊不清，个别数据已丢失)。若实验操作、数据记录均是正确的，试分析上述数据回答下列问题：
（1）该实验主要是探究___________  、             和            对反应速率的影响。
（2）经仔细辨认，模糊的数据疑为25、50、125、250，试将这些疑似数据填入表中，使实验数据较为合理。

用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：
（1）实验过程如右图所示，分析判断：        段化学反应速率最快，     段收集的二氧化碳最多。

（2）为了减缓上述化学反应的速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是（   ）

A．蒸馏水

B．NaCl固体

C．NaCl溶液

D．浓盐酸

（3）除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率？
                                                                          

控制变量法是研究化学变化规侓的重要思想方法。请仔细观察
下表中50 mL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	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”），反应的离子方程式为          。
（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_______。

阅读下列文字，填写文中带圈的数字后面的空白：
某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c(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,铝与盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。
（一）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SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：①              ；
原因Ⅲ：Cl-对反应具有促进作用，而 SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均对反应具有促进作用，但Cl^-影响更大；
原因Ⅴ：②               
（二）该同学取了两片等质量、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：
1．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；
2．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1中③              ，实验2中④              ，则说明原因Ⅲ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。
（三）为了使实验“定量化”、使结果更精确，可以对实验进行如下改进：
1．配制c(H⁺)相同的稀盐酸和稀硫酸：现有浓度为1mol·L^-1的盐酸和密度为1.225g·cm^-3、质量分数为20%的硫酸，若要准确量取该硫酸20.00mL,需要用⑤             （填仪器名称）；将量取的硫酸配制成c(H^＋)=1mol·L^-1的溶液，可得溶液的体积为⑥             。配制溶液时还需要用到的玻璃仪器有⑦                   、烧杯、胶头滴管和量筒等。
2．比较反应速率：反应时间可以用秒表测定。如果要对上述实验中的反应速率进行比较，可以通过测定哪些物理量来确定？⑧              （要求回答一种即可）。