2020-2021备战高考化学压轴题专题复习——化学反应速率与化学平衡的综合附详细答案

2020-2021备战高考化学压轴题专题复习——化学反应速率与化学平衡的综合
附详细答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。

（初步探究）室温下进行下表所列实验。

(1)证明实验Ⅰ中有Fe2+ 生成，加入的试剂为____________________________。

(2)写出实验Ⅰ反应的离子方程式：_____________________________________。

(3)上述实验现象可以证明Fe3+与I−发生可逆反应，实验Ⅰ在用量上的用意是__________
(4)在实验I的溶液中加入CCl4，实验现象是____________________________，取其上层清液中滴加KSCN溶液，并未看到明显的红色，其原因为（从平衡移动的角度解释）
_________________________________________________________。

（深入探究）20min后继续观察实验现象：实验Ⅰ溶液棕黄色变深；实验Ⅱ溶液红色变浅。

(5)已知在酸性较强的条件下，I−可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I−氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。

甲同学设计实验：
____________________________________，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是__________________________。

噲?2Fe2++I2使KI过量，再检验是否有Fe3+，以证明该反【答案】铁氰化钾 2Fe3++2I−垐?
应为可逆反应下层呈紫色，上层呈浅绿色用CCl4萃取碘以后，使平衡右移，Fe3+浓度更小，与SCN-的反应不明显向试管中加入5ml 0.1mol/L的KI溶液和1-2滴淀粉溶液，加酸调pH=5,钟后观察现象碘离子浓度过小，氢离子浓度过小（合理即可）
【解析】
【分析】
(1) 在含有Fe2+ 的溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成；
(2) Fe3+与I-发生氧化还原反应生成碘单质；
(3) 取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol•L-1KSCN溶液溶液呈红色，实验Ⅰ滴入几滴反应后仍含铁离子；
(4)I2易溶于CCl4；减小生成物的浓度，平衡会向正反应方向移动。

(5) 已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，设计实验可以在酸性弱的条件下观察反应现象分析判断，导致溶液不变蓝的因素可逆是碘离子浓度和氢离子浓度低的原因。

【详解】
(1) 取实验Ⅰ反应后溶液适量，向溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成，说明所得溶液中含有Fe2+ ，即反应中生成Fe2+；
(2) Fe3+与I-发生氧化还原反应，所以该反应的离子方程式为：2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2；
(3) 实验Ⅱ取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol•L-1KSCN溶液，溶液变红色，说明KI过量的前提下仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明反应为可逆反应；
(4) 因I2易溶于CCl4，则实验I的溶液中加入CCl4，振荡静置后可观察到下层呈紫色，上层呈浅绿色；在2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2平衡体系中，萃取后I2的浓度降低，平衡正向移动，溶液中Fe3+的浓度极低，向上层清液中滴加KSCN溶液，Fe3+与SCN-的反应不明显，无法看到明显的红色。

(5) 已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I-氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。

甲同学设计实验：向试管中加入
5ml0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至PH=5，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是c(I-)浓度低、c(H+)浓度低。

2．高锰酸钾具有强氧化性，广泛用于化工、医药、采矿、金属治炼及环境保护领域等。

KMnO4的制备是以二氧化锰(MnO2)为原料，在强碱性介质中被氧化生成墨绿色的锰酸钾(K2MnO4)；然后在一定pH下K2MnO4歧化生成紫色KMnO4。

回答下列问题
(1)K2MnO4的制备
(2)KMnO4的制备
趁热向K2MnO4溶液中加入1 mol/L H3PO4溶液，直至K2MnO4全部歧化，判断全部歧化的方法是用玻璃棒蘸取溶液于滤纸上，现象为_________________________。

然后趁热过滤，将滤液倒入蒸发皿中加热到液面出现晶膜，充分冷却后过滤，在80℃烘箱中干燥3h，不选用更高温度的原因是_____________________________。

(3)产品分析
i.不同pH下产品中KMnO4含量
16.5010.32 2.28 1.7576.75
18.509.44 2.09 1.4870.81
从表格中数据分析，在歧化时选择溶液的最佳pH是________________。

ii.利用H2C2O4标准溶液测定KMnO4的纯度。

测定步骤如下：
①溶液配制：称取1.000g的KMnO4固体样品，放入_____________中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线。

②滴定：移取25 mLKMnO4溶液于锥形瓶中，加少量硫酸酸化，用0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液滴定，发生反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10C02＋8H2O，当溶液紫色褪色且半分钟内不变色即为终点，平行滴定3次，H2C2O4溶液的平均用量为23.90mL，则样品纯度为_______________％(保留1位小数)。

【答案】瓷坩埚中的SiO2与KOH反应使MnO2充分反应，提高其转化率或者利用率呈现紫色，而不是墨绿色防止KMnO4受热分解 11.45 烧杯 84.6%
【解析】
【分析】
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，是酸性氧化物，能和碱反应；
②分多次加入3gMnO2固体，可提高原料利用率；
(2) 根据“K2MnO4溶液显绿色”可知，如果该歧化反应结束，则反应后的溶液不会显示绿色；KMnO4在加热条件下分解生成K2MnO4；
(3) i.分析表中数据选择产品中KMnO4质量分数最高时对应溶液的pH；
ii.①溶液配制时固体溶解在烧杯中进行；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋
10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×2
5
=1.3348×10-3mol，据
此计算样品纯度。

【详解】
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应
SiO2+2KOH K2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚；
②为使MnO2充分反应，提高其转化率，加入MnO2时可分批加入，而不一次性加入；
(2) 由于K2MnO4溶液显绿色，所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全；晶体烘干时应控制温度不超过80℃，以防止KMnO4受热分解；
(3) i.由表中数据可知，歧化时选择溶液的pH为11.45时所得产品的质量最高，产品中KMnO4质量分数的最高，故控制溶液的最佳pH是11.45；
ii.①配制KMnO4溶液时，称取的KMnO4固体样品，应放入烧杯中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量
为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋
10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×2 5
=1.3348×10-3mol，则样品纯度=
3
100mL
1.334810mol158g/mol
25mL100%
1.00g
-
⨯⨯⨯
⨯≈84.6%。

3．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)
实
验
序
号
实验温
度/K
参加反应的物质溶液颜色
褪至无色
时所需时
间/s
KMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2O
V/mL c/mol·L－1V/mL c/mol·L－1V/mL
A29320.0240.106
B T120.0230.1V18
C31320.02V20.11t1
(1)通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1＝_________，T1＝
_______；通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。

(2)C组实验中溶液褪色时间t1______(填“＞”或“＜”)8s,C组实验的反应速率v(KMnO4) =
_________________。

(用含有t1的式子表示)
(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn2+)突变的可能的原因是：______________。

【答案】1 293 B、C ＜ 0.02/3t1 mol·L－1·s－1生成的Mn2＋对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2＋)突增
【解析】
【分析】
(1)实验A、B，从表中数据可知改变的条件是同温下浓度对反应速率的影响，根据H2C2O4溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；
(2)实验B、C应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响；先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率；
(3)实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大。

(1)实验A 、B ，从表中数据可知改变的条件是H 2C 2O 4浓度，故通过实验A 、B ，可探究出浓度的改变对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1可知溶液总体积为6mL ，所以V 1=1.0mL ；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度T 1=293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B 、C 符合；
(2)实验B 、C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响，实验3温度较大，则反应速率较大，t 1＜8s ，C 组实验的反应速率v(KMnO 4)=
11
0.02mol /L 3t s
=1
0.023t mol•L -1•s -1； (3)实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大，可说明生成的Mn 2+对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2+)突增。

4．某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，甲同学设计实验如下表： 实验编号 盐酸浓度(mol·L －1) 铁的状态 温度/°C 1 2.00 块状 20 2 2.00 粉末 20 3 1.00 块状 20 4
2.00
块状
40
请回答：
(1)若四组实验均以收集到500mL(已转化为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是________。

(2)实验________和______是研究铁的状态对该反应速率的影响(填实验编号，下同)；实验______和______是研究温度对该反应速率的影响。

(3)测定在不同时间t 产生氢气体积V 的数据，根据数据绘制得到图，则曲线c 、d 分别对应的实验组别可能是_______、______。

(4)乙同学设计了下列一组实验：所用铁块的形状、质量均相同，所用酸的体积相同，其浓度如下，你认为产生氢气速率最快的是______。

A 18.4mol·L －1硫酸
B 5.0mol·L －1硝酸
C 3.0mol·L －1盐酸
D 2.0mol·L －1硫酸 【答案】收集500 mL 氢气所需的时间 1 2 1 4 1 3 D 【解析】
该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素，由表格数据可知，实验1和2铁的状态不同，目的是研究铁的状态对该反应速率的影响；实验1和3盐酸的浓度不同，目的是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响；实验1和4反应温度不同，目的是研究反应温度对该反应速率的影响。

【详解】
（1）该实验的目的是通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素，要比较反应速率的快慢，还需要测定收集到标准状况下500mL氢气所需的时间，故答案为：收集500 mL 氢气所需的时间；
（2）由表格数据可知，实验1和2铁的状态不同，目的是研究铁的状态对该反应速率的影响；实验1和4反应温度不同，目的是研究反应温度对该反应速率的影响，故答案为：1；2；1；4；
（3）由图可知，曲线c、d的反应速率较慢，固体表面积越大，反应速率越快，则1和2相比，1的反应速率较慢；酸的浓度越大，反应速率越快，则1和3相比，3的反应速率较慢；温度越高，反应速率越快，则1和4相比，1的反应速率较慢，所以曲线c、d分别对应的实验组别可能是1和3，故答案为：1；3；
（4）铁在18.4mol·L－1硫酸中钝化，无氢气生成；铁与5.0mol·L－1硝酸反应生成一氧化氮，无氢气生成；铁与3.0mol·L－1盐酸和2.0mol·L－1硫酸反应生成氢气，3.0mol·L－1盐酸中氢离子浓度为3.0mol·L－1，2.0mol·L－1硫酸中氢离子浓度为4.0mol·L－1，氢离子浓度越大，反应速率越快，则产生氢气速率最快的是2.0mol·L－1硫酸，故答案为：D。

【点睛】
探究实验设计的关键是变量唯一化，分析表格数据时，注意分析各实验的数据，找出不同数据是分析的关键，也是突破口。

5．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S、SO2。

Ⅰ. Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示。

(1)b中反应的离子方程式为________，c中试剂为_________。

(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。

此浑浊物是_______。

(3)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有___________(写出两条)。

(4)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2，不能过量，原因是_______。

(5)制备得到的Na2S2O3中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。

设计实验，检测产品中是否存
在Na2SO4：___________________________________。

Ⅱ. 探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料：ⅰ．Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
ⅱ．Ag2S2O3为白色沉淀，Ag2S2O3可溶于过量的S2O32-
装置编号试剂X实验现象
①Fe(NO3)3溶液混合后溶液先变成紫黑色, 30s后溶液几乎变为无色
②AgNO3溶液先生成白色絮状沉淀，振荡后，沉淀溶解，得到无色溶液
(6)根据实验①的现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过____(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅰ的现象：____。

(7)同浓度氧化性：Ag+ > Fe3+。

实验②中Ag+未发生氧化还原反应的原因是____。

(8)进一步探究Ag+和S2O32-反应。

装置编号试剂X实验现象
③AgNO3溶液先生成白色絮状沉淀，沉淀很快变为黄色、棕色，最后为黑色沉淀。

实验③中白色絮状沉淀最后变为黑色沉淀(Ag2S)的化学方程式如下，填入合适的物质和系数：Ag2S2O3+_____ =Ag2S+_____
(9)根据以上实验，Na2S2O3与金属阳离子发生氧化还原反应和____有关(写出两条)。

【答案】SO32-+2H+= H2O +SO2↑;或HSO3－+H+=SO2↑+H2O 硫化钠和碳酸钠的混合溶液硫控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度等) 若SO2过量，溶液显酸性，产物分解取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀生成紫色配合物的反应速率快，氧化还原反应速率慢；Fe3+与S2O32−氧化还原反应的程度大，Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡逆移，最终溶液几乎无色 Ag+与S2O32−生成稳定的配合物，浓度降低，Ag+的氧化性和S2O32−的还原性减弱 H2O H2SO4阳离子、用量等
【解析】
【分析】
Ⅰ.第一个装置为二氧化硫的制取装置，制取二氧化硫的原料为：亚硫酸钠和70%的浓硫酸；c装置为Na2S2O3的生成装置；d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体，结合问题分析解答；
Ⅱ.(6)利用铁氰化钾溶液检验反应后的溶液中含有Fe2+；根据外界条件对反应速率和平衡的影响分析解答；
(7)实验②滴加AgNO3溶液，先生成白色絮状沉淀，振荡后，沉淀溶解，得到无色溶液，说明溶液中Ag+较低，减少了发生氧化还原反应的可能；
(8)Ag2S2O3中S元素化合价为+2价，生成的Ag2S中S元素化合价为-2价，是还原产物，则未知产物应是氧化产物，结合电子守恒、原子守恒分析即可；
(9)结合实验①、②、③从阳离子的氧化性、离子浓度等方面分析。

【详解】
Ⅰ. (1)第一个装置为二氧化硫的制取装置，制取二氧化硫的原料为：亚硫酸钠和70%的浓硫酸，反应的离子方程式为：SO32-+2H+=SO2↑+H2O，c装置为Na2S2O3的生成装置，根据反应原理可知c中的试剂为：硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
(2)反应开始时发生的反应为：Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO3，SO2+2H2S=3S↓+2H2O，故该浑浊物是S；
(3)通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制SO2生成速率；
(4)硫代硫酸钠遇酸易分解，若通入的SO2过量，则溶液显酸性，硫代硫酸钠会分解；
(5)检测产品中是否存在Na2SO4的方法是取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。

Ⅱ.(6)实验①的现象是混合后溶液先变成紫黑色，30s后溶液几乎变为无色，取反应后的混合液并加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则有Fe2+生成，可判断为Fe3+被S2O32-还原为Fe2+；混合后溶液先变成紫黑色，30s后溶液几乎变为无色，说明Fe3++3S2O32-Fe (S2O3)33-反应速率较Fe3+和S2O32-之间的氧化还原反应，且促进平衡逆向移动；先变成紫黑色后变无色，说明生成紫色配合物的反应速率快，氧化还原反应速率慢；另外Fe3+与S2O32−氧化还原反应的程度大，导致Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)平衡逆移，最终溶液几乎无色；
(7)同浓度氧化性：Ag+ >Fe3+，但实验②未发生Ag+与S2O32-之间的氧化还原反应，结合实验现象先生成白色絮状沉淀，振荡后，沉淀溶解，得到无色溶液，说明Ag+与S2O32−生成稳定的配合物，浓度降低，Ag+的氧化性和S2O32−的还原性减弱；
(8)Ag2S2O3中S元素化合价为+2价，生成的Ag2S中S元素化合价为-2价，是还原产物，则未知产物应是氧化产物，如果产物是H2SO3，能被Ag+继续氧化，则氧化产物应为
H2SO4，结合原子守恒可知，另一种反应物应为H2O，发生反应的化学方程式为
Ag2S2O3+H2O=Ag2S+H2SO4；
(9)结合实验①、②、③可知，Na2S2O3与金属阳离子发生氧化还原反应和金属阳离子的氧化性强弱、离子浓度大小、反应物的用量等有关。

6．Ⅰ.某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素，设计如下方案：
反应方程式为：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O。

（1）实验的记时方法是从溶液混合开始记时,至_________________时，记时结束。

（2）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，则V1=______mL , V2=_______mL。

（3）下列有关该实验的叙述正确的是_________。

A．实验时必须用移液管或滴定管来量取液体的体积
B．实验时应将5.0 mLKMnO4溶液与5.0mL H2C2O4溶液混合后，立即按下秒表，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时，按下秒表，记录读数。

C．在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性
D．实验①和③可研究温度对反应速率的影响
（4）某小组在进行每组实验时，均发现该反应是开始很慢，突然会加快，其可能的原因是_______；
Ⅱ. 某草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4• xH2O，为测定x的值,进行下列实验：
①称取7.56g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液，
②用移液管移取25. 00m所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4，用浓度为0.600mol/L 的KMnO4溶液滴定，滴定终点时消耗KMnO4的体积为10.00mL。

（1）若滴定终点时仰视读数，则所测x的值将_____（填“偏大”或“偏小”）。

（2）x=_________。

【答案】溶液的紫红色刚好褪去 5.0 3.0C、D反应生成的Mn2+对反应有催化作用（说明：只要答到反应生成的产物对该反应有催化作用即可）偏小2
【解析】
【分析】
Ⅰ.（1）溶液混合后显示紫红色，当紫红色褪去后计时结束；
（2）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，要保证变量单一；
（3）根据规范的操作要求，实验探究的基本原理分析回答；
（4）催化剂对化学反应速率的影响；
Ⅱ.（1）读取读数时仰视，导致KMnO4溶液体积偏大，计算测定的草酸的质量偏大；（2）依据滴定发生的氧化还原反应离子方程式的定量关系计算得到。

【详解】
Ⅰ.（1）实验计时方法是从溶液混合开始记时，到紫红色刚好褪去计时结束，故答案为紫红色刚好褪去；
（2）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，高锰酸钾作为指示剂，浓度不变，都是5.0mL，溶液总体积为10.0mL，故答案为V1=5.0，V2=3.0；
（3）A．实验时可以用量筒量取体积，故A错误；
B．实验时应将5.0mLKMnO4溶液与5.0mL H2C2O4溶液混合后，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中，立即按下秒表，至反应结束时，按下秒表，记录读数，故B错误；C．在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性，故C正确；D．实验①和③对应物质的体积相同，可研究温度对反应速率的影响，故D正确；
故选CD，故答案为CD；
（4）从实验数据分析，MnSO4溶液在反应中为催化剂，可能原因为反应生成的Mn2+对反应有催化作用，故答案为反应生成的Mn2+对反应有催化作用。

Ⅱ.（1）读取读数仰视，导致KMnO4溶液体积偏大，计算测定的草酸的质量偏大，故x的值偏小，故答案为偏小；
（2）由题给化学方程式及数据可知，5H2C2O4+2MnO4-+6 H+═10CO2↑+2 Mn2++8 H2O，7.56g 纯草酸晶体中含H2C2O4的物质的量为：0.600 mol/L×10.00 mL×10-3L/mL×5/2×100ml/25ml
=0.0600 mol，则7.56g H2C2O4•xH2O中含H2O的物质的量为(7.56g−0.0600mol×90g/mol)
/18g/mol =0.12 mol，0.0600mol晶体含水0.160mol，1mol晶体中含的结晶水2mol，则x=2,故答案为2。

7．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：
操作现象
甲向I的锥形瓶中加入______，向I的______中加入
30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白
雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅
速变蓝
乙向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精
灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L
H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
（2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是__________________________。

（3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。

为进一步探
究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。

学生将I中产生的气体直接通入下列________溶液（填序号），证明了白雾中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氢硫酸 D．品红
（5）资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。

该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）_____________________造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确。

_________________________________________。

【答案】 MnO2固体分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性环境使用不同浓度的稀硫酸作对比实验 AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误
【解析】试题分析：由题中信息可知，可利用装置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固体制备
O2，或者选用装置Ⅱ和KMnO4固体制备O2，然后利用装置Ⅲ和0.1mol/L H2SO4溶液探究O2与KI溶液发生反应的条件。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：
（2）丙实验中，根据实验现象可知，在酸性条件下，O2与KI溶液反应生成了碘，其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。

（3）对比乙、丙实验可知，乙实验中没有使用0.1mol/L H2SO4溶液、没有碘生成，故O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。

为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。

欲证明白雾中是否含有H2O2，根据其具既有还原性又有氧化性，可以将I中产生的气体直接通入酸性KMnO4 溶液或品红溶液中，若观察到酸性KMnO4 溶液褪色或品红溶液褪色，而O2不能使这两种溶液褪色，所以O2中有H2O2。

故应选择AD两种溶液。

O2也能与FeCl2 溶液、氢硫酸反应，故不能用于检验所以O2中是否有H2O2。

（5）资料显示：KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。

该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，说明I2可能与KOH发生了歧化反应，其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。

要证明这个猜
想是否正确，可以利用I-和IO3-可以发生归中反应生成I2，设计实验方案检验I2，实验方案是：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。

点睛：本题以探究影响化学反应速率的因素的实验为载体，考查了实验方案的设计与评价，实验方案设计的一般要求、常见气体的制备方法、常见物质的检验方法等等。

要求学生要掌握控制变量法，能根据控制变量法设计实验方案，探究某个变量对事件的影响规律，掌握常见气体的制备方法，掌握常见物质的检验方法，并且能根据物质的组成特点选择合适的检验方法。

8．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影
响”，进行了如下实验：
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
0.2 mol/L
KMnO4溶液
3 mol/L
稀硫酸
1 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
2 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
3 1.0a 3.0 2.0 5.6
4
请回答：
（1）已知KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应有CO2生成，用化学方程式表示该实验的实验原理________________________________________。

（2）a=______，设计实验2、3的目的是______________________
（3）利用实验2中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为
v(KMnO4)＝____________。

（4）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该同学绘制图1的依据是________________________________________
②该小组同学提出的假设是_________________________________________
③请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

④若该小组同学提出的假设成立，则其依据是__________________________________
【答案】2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O 4.0 探究H2C2O4浓度对反应速率的影响0.015 mol/(L·min)随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，速率降低生成的Mn2+起催化作用，加快反应 MnSO4
【解析】
（1）酸性高锰酸钾溶液可以将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为Mn2+，所以反应
为：2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O。

（2）对于实验2、3可以看出，其他反应物相同，只有草酸用量发生变化，所以这两个实验探究的是H2C2O4浓度对反应速率的影响，因此实验中必须保证硫酸和高锰酸钾的浓度不变，所以必须保证总体积是相等的。

实验2的总体积为10mL，所以实验3总体积也是
10mL，计算可得a=4.0mL。

（3）实验2中高锰酸钾的初始浓度为0.2 mol/L × 3 mL÷ 10 mL = 0.06 mol/L，溶液褪色代表高锰酸钾被完全反应，所以速率为0.06 mol/L ÷ 4 min = 0.015 mol/(L·min)。

（4）①随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率应该逐渐降低，所以图像中
n(Mn2＋)随时间变化的趋势越来越平缓，最后保持不变。

②该反应速率先加快后减慢，所以可以假设是反应生成的Mn2+对反应起到了催化作用，导致反应加快，反应后期反应物的浓度减小，所以反应减慢。

③本实验的目的是验证Mn2+对反应可以起到催化作用，所以加入少量的硫酸锰固体。

④若假设成立，则反应加快，褪色用的时间应该小于4min。

9．I.某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定装置如图。