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，溶液褪色总是先慢后快．即反应速率由小变大．为此，甲同学做了如下实验进行探究：
（已知：MnO4-在酸性环境下的还原产物是Mn2+）
【实验用品】仪器：试管（若干个）、胶头滴管、100mL容量瓶、250mL容量瓶、10mL量筒、托盘天平、玻璃棒、烧杯、药匙
（1）0.10mol/L H2C2O4溶液的配制：
实验室欲配制100mL 0.10mol/L H2C2O4溶液，需要称取草酸晶体（H2C2O4·2H2O） g（精确到0.1g）；实验中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、胶头滴管和 ．
（2）反应的速率变化的探究：
在1号和2号试管中分别加入2mL0.10mol/L H2C2O4溶液，在1号试管中加入硫酸锰固体．然后在两支试管中加入4mL 0.010mol/L KMnO4溶液和几滴稀硫酸．现象如下表所示：
| |
试管1 |
试管2 |
| 实验现象 |
褪色很快 |
褪色很慢 |
| 褪色时间/s |
4秒 |
31秒 |
请回答下列问题：
①甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是： ．
②H2C2O4溶液与酸性的KMnO4溶液反应的离子方程式为： ．
③同学测出的颜色变化的时间是以下列哪个选项为依据的 ．
A、从KMnO4溶液刚好接触H2C2O4溶液开始，溶液由紫红色变为近乎无色，半分钟之内不再出现紫 红色为止．
B、从KMnO4溶液刚好接触H2C2O4溶液开始，溶液由无色变为紫红色为止．
C、从KMnO4溶液接触H2C2O4溶液开始，溶液由紫红色变为近乎无色为止．
④甲同学认为该反应褪色由慢到快的原因是 ．
于是甲同学得出结论 ．
（3）乙同学和丙同学从甲同学的实验探究中得到启示，他们也分别提出了能影响该溶液化学反应速率 因素的另外两种可能原因，你认为他们提出的两种可能原因是：
I II
某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-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 ℃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，做对比实验，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 |
60 |
10 |
30 |
| ② |
5 |
60 |
10 |
30 |
| ③ |
5 |
60 |
|
|
测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化的离子方程式为____________________
（3）实验①和②的结果表明________________；实验①中0～t1时间段反应速率v(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：Fe2＋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Cr2O72—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 |
某探究小组用测量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。限选试剂：1.00 mol·L－1 HNO3、2.00 mol·L－1HNO3，细颗粒大理石、粗颗粒大理石，35℃水浴。
（1）他们能完成哪些因素对速率影响的探究？____________________。
（2）请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验：
| 实验编号 |
T/℃ |
大理石规格 |
HNO3浓度/mol·L－1 |
| ① |
常温 |
细颗粒 |
2.00 |
| ② |
|
细颗粒 |
1.00 |
| ③ |
35℃ |
|
2.00 |
| ④ |
35℃ |
|
2.00 |
（3）整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和 。
（4）该实验小组用如图实验装置进行实验。
①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的实验仪器还有___ _____。
②干燥管中应放置的试剂是________。
A．碱石灰 B．无水CaCl2
C．P2O5固体 D．浓硫酸
③若撤除干燥管装置，所测速率________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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。
实验一：甲同学利用Al、Fe、Mg和2 mol/L的稀硫酸，设计实验方案研究影响反应速率的因素。
研究的实验报告如下表：
| 实验步骤 |
现象 |
结论 |
| ①分别取等体积的2 mol/L的硫酸于试管中；②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg |
反应快慢：Mg>Al>Fe |
反应物的性质越活泼，反应速率越快 |
（1）该同学的实验目的是_______________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是________。
（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置同温下进行定量实验，用大小形状相同的Fe分别和0.5 mol/L及2 mol/L的足量稀H2SO4反应，通过________可以说明浓度对化学反应速率的影响。
实验二：同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：
P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2 kJ·mol－1①
P(s，红磷)＋5/4O2(g)="==1/4" P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，能量状态较低的是________；白磷的稳定性比红磷________(填“高”或“低”)。）
甲、乙两个小组利用酸性KMnO4与H2C2O4溶液反应，设计实验探究影响反应速率的因素（2MnO4- + 5H2C2O4+ 6H+=2Mn2+ +10CO2+8H2O）
甲组：利用右图装置，通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。（实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4）
| 序号 |
A溶液 |
B溶液 |
| ① |
2ml 0.2mol/LH2C2O4溶液 |
4ml 0.01mol/LKMnO4溶液 |
| ② |
2ml 0.1mol/LH2C2O4溶液 |
4ml 0.01mol/LKMnO4溶液 |
| ③ |
2ml 0.2mol/LH2C2O4溶液 |
4ml 0.01mol/LKMnO4溶液和少量MnSO4 |
（1）该实验的目的是探究 对化学反应速率的影响。
（2）分液漏斗中A溶液应该 加入(填“一次性”或“逐滴滴加”)
（3）实验结束后，读数前为了使两个量气管的压强相等，避免产生压强差，影响测定结果，需要进行的操作是 。
乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率
为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验
| 实验编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| 水/ml |
10 |
5 |
0 |
X |
| 0.5 mol/L H2C2O4/ml |
5 |
10 |
10 |
5 |
| 0.2 mol/L KMnO4/ml |
5 |
5 |
10 |
10 |
| 时间/s |
40 |
20 |
10 |
--- |
（4）X=
A．5 B．10 C．15 D．20
4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是 。
用硫酸酸化的草酸（H2C2O4，二元弱酸）溶液能将KMnO4溶液中的MnO4－转化为Mn2+。某化学小组研究发现，少量MnSO4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）常温下，控制KMnO4溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。
| 实验 编号 |
温度 |
初始pH |
0.1 mol/L草酸溶液/mL |
0.01mol/L KMnO4溶液 体积/mL |
蒸馏水 体积/mL |
待测数据（反应混合液褪色 时间/s） |
| ① |
常温 |
1 |
20 |
50 |
30 |
t1 |
| ② |
常温 |
2 |
20 |
50 |
30 |
t2 |
| ③ |
常温 |
2 |
40 |
a |
b |
t3 |
表中a、b的值分别为：a= 、b=_________
（2）该反应的离子方程式___________________________。
（3）若t1＜t2，则根据实验①和②得到的结论是_____________________________。
（4）请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用，完成下表中内容。
| 实验方案（不要求写出具体操作过程） |
预期实验结果和结论 |
| |
若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用） |
（5）化学小组用滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H2C2O4•2H2O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25. 00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4酸化，再用KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定到达终点的现象是: __________________________；
实验中所需的定量仪器有 （填仪器名称）。
某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略）
（1）MgCO3的分解产物为
（2）装置C的作用是 ，处理尾气的方法为
（3）将研究小组分为两组，按题图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。
| 步骤 |
操作 |
甲组现象 |
乙组现象 |
| 1 |
取黑色粉末加入稀盐酸 |
溶解，无气泡 |
溶解，有气泡 |
| 2 |
取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN）6]溶液 |
蓝色沉淀 |
蓝色沉淀 |
| 3 |
取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 |
变红 |
无现象 |
| 4 |
向步骤3溶液中滴加新制氯水 |
红色褪去 |
先变红，后褪色 |
①乙组得到的黑色粉末是
②甲组步骤1中反应的离子方程式为
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为 ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是
(16分)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298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验：
（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/10－3 mol·L－1 |
|
| H2O2 |
Fe2＋ |
||||
| ① |
为以下实验作参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
| ② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
|
3 |
|
|
| 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上图
（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：v(p－CP)＝_______mol·L－1·s－1；
[解释与结论]
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但后续研究表明：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，反应 （填“能”或“不能”）进行；
[思考与交流]
（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： 。
（10分，每空2分）影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表
| 实验步骤 |
现象 |
结论 |
| ①分别取等体积的2 mol/L的硫酸于试管中 ②__________ |
反应速率Mg＞Fe，Cu不反应 |
金属的性质越活泼，反应速率越快 |
（1）甲同学表中实验步骤②为____________________
（2）甲同学的实验目的是：在相同的温度下，__________________________________。
实验二：乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。
（3）乙同学在实验中应该测定的数据是 。
（4）乙同学完成该实验应选用的实验药品是______________________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是 。
（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
（共18分）某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：
所用酸性KMnO4溶液的浓度可选择0．010 mol·L-1、 0．0010mol·L-1， 催化剂的用量可选择0．5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液（0．10mol·L-1）的用量均为2 mL。
（1）已知草酸溶液中各种微粒存在形式的分布曲线图如下，请写出KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式 。
（2）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 |
催化剂的用量 / g |
酸性KMnO4溶液的浓度／mol·L-1 |
实验目的 |
| ① |
298 |
0．5 |
0．010 |
a．实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； b．实验①和 探究温度对反应速率的影响； c．实验①和 探究催化剂对反应速率的影响。 |
| ② |
|
|
|
|
| ③ |
|
|
0．010 |
|
| ④ |
|
|
|
（3）某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：
| 实验编号 |
溶液褪色所需时间 t / min |
||
| 第1次 |
第2次 |
第3次 |
|
| Ⅰ |
14．0 |
13．0 |
11．0 |
| Ⅱ |
6．5 |
6．7 |
6．8 |
① 实验Ⅱ中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为 （忽略混合前后溶液的体积变化）。
②该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO4溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确 （填“是”或“否”）。他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行 （填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方案：
（4）该反应的催化剂选择MnCl2还是MnSO4并简述选择的理由:
（5）化学催化剂有很多，在生产和科技领域起到重大作用。探究小组又利用乙装置探究MnO2对H2O2分解的催化效果。将50 mL H2O2一次性加入盛有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）/mL]和时间（t/min）的关系如下图所示。
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。
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 |
|
…… |
（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。
(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）
(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__________________。
粤公网安备 44130202000953号