化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题含答案解析

化学化学反应速率与化学平衡的专项培优练习题含答案解析
一、化学反应速率与化学平衡
1．某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。

(1)用三支试管各取5.0 mL、0.01 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液，实验报告如下。

①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。

②表中V＝_________mL。

(2)小组同学在进行(1)中各组实验时，均发现该反应开始时很慢，一段时间后速率会突然加快。

对此该小组的同学展开讨论：
①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热，温度升高，速率加快。

②乙同学认为随着反应的进行，因_________，故速率加快。

(3)为比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。

回答相关问题：
①装置乙中仪器A的名称为_________。

②定性分析：如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢，定性比较得出结论。

有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理，其理由是____________________________________。

③定量分析：如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是_______________。

【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同，排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间
【解析】
【分析】
（1）①、②作对比实验分析，其他条件相同时，只有一个条件的改变对反应速率的影响；（2）探究反应过程中反应速率加快的原因，一般我们从反应放热，温度升高，另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用；
（3）比较Fe3＋、Cu2＋对H2O2分解的催化效果，阳离子不同，尽量让阴离子相同，减少阴离子不同造成的差别，催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体，所需时间的长短入手。

【详解】
（1）①实验1、3反应物物质的量浓度，但温度不同，所以反应速率不同是由温度不同导致的，故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响；
②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响，此时反应温度相同，KMnO4的浓度相同，故表中V＝4.0mL
（2）随着反应的进行，生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加，生成的Mn2+可能对反应有催化作用；
（3）①由仪器的构造，可知仪器A为分液漏斗；
②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，必须保证在其他的条件相同，所以将CuSO4改为CuCl2更为合理，可以避免由于阴离子不同造成的干扰；
③如图乙所示，实验时以收集到40 mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是时间，收集相同体积的气体，所需要的时间越少，反应速率越快。

【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响，综合性较强。

2．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：
已知：Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。

（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是_____________________。

（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。

甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。

你认为是否需要再设计实验证明？__________（“是”或“否”），理由是
____________________________________________________。

（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知pH增大
2-
27
2-
4
c(Cr O)
c(CrO)
_____（选填“增大”，
“减小”，“不变”）；
（4）分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。

（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。

实验ⅰⅱⅲⅳ
是否加入
Fe2(SO4)3
否否加入5g否
是否加入H2SO4否加入1mL加入1mL加入1mL
电极材料阴、阳极均为石
墨
阴、阳极均为石
墨
阴、阳极均为石
墨
阴极为石墨，
阳极为铁
Cr2O72-的去除率/%0.92212.720.857.3
①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。

②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示，结合此机理，解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。

【答案】溶液变黄色否 Cr2O72-(橙色)+H2OƒCrO42-(黄色)+2H+正向是吸热反应，若因浓H2SO4溶于水而温度升高，平衡正向移动，溶液变为黄色。

而实际的实验现象是溶液橙色加深，说明橙色加深就是增大c(H+)平衡逆向移动的结果减小大于 Cr2O72-+6I-
+14H+=2Cr3++3I2+7H2O Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O 阳极Fe失电子生成Fe2+，Fe2+与
Cr2O72-在酸性条件下反应生成Fe3+，Fe3+在阴极得电子生成Fe2+，继续还原Cr2O72-，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-的去除率
【解析】
【分析】
根据平衡移动原理分析对比实验；注意从图中找出关键信息。

【详解】
（1）由Cr 2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+及平衡移动原理可知，向重铬酸钾溶液中加入氢氧化钠溶液后，可以减小溶液中的氢离子浓度，使上述平衡向正反应方向移动，因此，试管c和b（只加水，对比加水稀释引起的颜色变化）对比，试管c的现象是：溶液变为黄色。

（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。

甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。

我认为不需要再设计实验证明，故填否。

理由是：Cr2O72-(橙色)+H2OƒCrO42-(黄色)+2H+正向是吸热反应，浓H2SO4溶于水会放出大量的热量而使溶液的温度升高，上述平衡将正向移动，溶液会变为黄色。

但是，实际的实验现象是溶液的橙色加深，说明上述平衡是向逆反应方
向移动的，橙色加深只能是因为增大了c (H +)的结果。

（3）对比试管a 、b 、c 的实验现象，可知随着溶液的pH 增大，上述平衡向正反应方向移
动，2-27c(Cr O )减小，而2-
4c(CrO ) 增大，故
2-272-4c(Cr O )c(CrO )减小。

（4）向试管c 继续滴加KI 溶液，溶液的颜色没有明显变化，但是，加入过量稀H 2SO 4后，溶液变为墨绿色，增大氢离子浓度，上述平衡向逆反应方向移动，CrO 42-转化为Cr 2O 72-
，Cr 2O 72-可以在酸性条件下将I -氧化，而在碱性条件下，CrO 42-不能将I -氧化，说明+6价铬盐氧化性强弱为：Cr 2O 72-大于CrO 42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr 2O 72-+6I -+14H +=2Cr 3++3I 2+7H 2O 。

（5）①实验ⅱ中，Cr 2O 72-在阴极上放电被还原为Cr 3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是Cr 2O 72-+6e -+14H +=2Cr 3++7H 2O 。

②由实验ⅲ中Fe 3+去除Cr 2O 72-的机理示意图可知，加入Fe 2(SO 4)3溶于水电离出Fe 3+，在直流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe 3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe 2+，Fe 2+在酸性条件下把Cr 2O 72-还原为Cr 3+。

如此循环往复，Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+，继续还原Cr 2O 72-，Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-的去除率。

由此可知，实验iv 中Cr 2O 72-去除率提高较多的原因是：阳极Fe 失电子生成Fe 2+，Fe 2+与Cr 2O 72-在酸性条件下反应生成Fe 3+，Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+，继续还原Cr 2O 72-，故在阴阳两极附近均在大量的Fe 2+，Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-的去除率。

【点睛】
本题中有很多解题的关键信息是以图片给出的，要求我们要有较强的读图能力，能从图中找出解题所需要的关键信息，并加以适当处理，结合所学的知识解决新问题。

3．无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体．某活动小组通过实验，探究不同温度下气体产物的组成．实验装置如下：
每次实验后均测定B 、C 质量的改变和E 中收集到气体的体积．实验数据如下（E 中气体体积已折算至标准状况）：
实验组别 温度
称取CuSO 4质量/g B 增重质量/g C 增重质量/g E 中收集到气体/mL ① T 1 0.640 0.320 0 0
②T20.64000.256V2
③T30.6400.160Y322.4
④T40.640X40.19233.6
（1）实验过程中A中的现象是______．D中无水氯化钙的作用是_______．
（2）在测量E中气体体积时，应注意先_______，然后调节水准管与量气管的液面相平，若水准管内液面高于量气管，测得气体体积______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．（3）实验①中B中吸收的气体是_____．实验②中E中收集到的气体是______．
（4）推测实验②中CuSO4分解反应方程式为：_______．
（5）根据表中数据分析，实验③中理论上C增加的质量Y3=_______g．
（6）结合平衡移动原理，比较T3和T4温度的高低并说明理由________．
【答案】白色固体变黑吸收水蒸气，防止影响C的质量变化冷却至室温偏小 SO3 O2 2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑ 0.128 T4温度更高，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2
【解析】
【分析】
(1)根据无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体分析A中的现象，根据碱石灰和无水氯化钙的作用分析；
(2)气体温度较高，气体体积偏大，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小；
(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气；
(4)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g
160g/mo1
＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
0.004mol×80g/mol＝0.32g；SO2的质量为：0.256g，物质的量为：
0.256
64/1
g
g mo
＝0.004mol，
氧气的质量为：0.64﹣0.32﹣0.256＝0.064g，物质的量为：
0.064
32/1
g
g mo
＝0.002mol，
CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO4分解反应方程式为2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑；
(5)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g
160g/mo1
＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
0.004mol×80g/mol＝0.32g；SO3的质量为：0.16g，氧气的质量为：0.0224
22.4
32＝0.032g，
根据质量守恒实验③中理论上C增加的质量Y3＝0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032＝0.128g；(6)根据表中实验③④的数据可知，T4温度生成氧气更多，因为SO3分解为SO2和O2是吸热
反应，温度高有利于生成更多的O2。

【详解】
(1)因为无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体，故实验过程中A中的现象是白色固体变黑，因为碱石灰能够吸水，D中无水氯化钙的作用是吸收水蒸气，防止装置E中的水进入装置C，影响C的质量变化，故答案为：白色固体变黑；吸收水蒸气，防止影响C的质量变化；
(2)加热条件下，气体温度较高，在测量E中气体体积时，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小，故答案为：冷却至室温偏小；
(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气，故答案为：SO3；O2；
(4)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g
160g/mo1
＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
0.004mol×80g/mol＝0.32g；SO2的质量为：0.256g，物质的量为：
0.256
64/1
g
g mo
＝0.004mol，
氧气的质量为：0.64﹣0.32﹣0.256＝0.064g，物质的量为：
0.064
32/1
g
g mo
＝0.002mol，
CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO4分解反应方程式为2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑；
(5)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g
160g/mo1
＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
0.004mol×80g/mol＝0.32g；SO3的质量为：0.16g，氧气的质量为：0.0224
22.4
32＝0.032g，
实验③中理论上C增加的质量Y3＝0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032＝0.128g；
(6)根据表中实验③④的数据可知，T4温度生成氧气更多，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2，故T4温度更高，故答案为：T4温度更高，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2。

4．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_________________________。

【答案】分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg 研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间) Mg(或Fe)和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2，Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化
【解析】
【分析】
（1）要比较金属和稀硫酸的反应快慢，则应该使金属的形状和大小都是相同的，即分别投入形状、大小相同的Cu、Fe、Mg；
（2）根据步骤和现象，目的是探究金属（反应物）本身的性质与反应速率的关系；
（3）要定量研究，需要测定一定时间内产生气体的体积（或产生一定体积的气体所需要的时间）；
（4）浓硫酸和金属反应不能生成氢气，而铜与稀硫酸又不反应，所以选择的药品是Mg （或Fe）、0.5ol/L硫酸和2mol/L硫酸。

常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2；Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。

【详解】
（1）根据表中的信息得出该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响，根据表中数据可知，硫酸的浓度相同，不同金属的规格应相同，故答案为：分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg；
（2）根据表中的信息可知该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响，故答案为：研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系；
（3）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，根据速率公式可知应该测定的实验数据是测定一定时间产生气体的体积或测定产生一定体积的气体所需时间，故答案为：一
定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)；
（4）由题意可知实验中应选用的实验药品是金属和酸，因浓硫酸和铁发生钝化现象而影响判断，所以完成该实验应选用的实验药品是Mg（或Fe）和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸；常温下，浓硫酸能够使Fe钝化， Mg发生氧化还原反应不生成氢气，而生成二氧化硫，不能判断影响化学反应速率的因素，故答案为：Mg（或Fe）和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸；常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2，Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。

5．硫代硫酸钠俗称保险粉，实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。

(1)用图2所示装置制取Na2S2O3，其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是____________，三颈烧瓶中发生反应的化学方程式______________。

(2)保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方程式为2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6。

准确称取W g样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂。

用0.1000 mol·L－1碘的标准溶液进行滴定。

请回答：
①到达滴定终点的标志_______________。

②滴定起始和终点的液面位置如图3，则消耗碘的标准溶液体积为____mL，产品的纯度为______________(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)。

③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

(3)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响，设计实验如下：
下列有关说法不正确的是__________________
A．该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
B实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
C．实验①和③溶液变浑浊的时间相同
D．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③和⑤
【答案】蒸馏烧瓶 2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2溶液变为蓝色，且30s内不恢复原
色 18.10
-3
0.326M 3.62?10?M
%
W W
或偏低 CD
【解析】
【分析】
(1)根据仪器的结构和性能确定盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称；三颈烧瓶中发生的反应是SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中生成硫代硫酸钠；
(2)①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，利用碘单质遇淀粉变蓝指示反应终点；
②终点读数与起点读数之差为消耗碘的标准溶液体积，根据方程式计算；
③局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积偏小，测定结果偏低；
(3)A．采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影响；
B．实验①、②的温度相等，c(H2SO4)相等，c(Na2S2O3)不相等，故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响；
C．实验①、③的温度相等，c(Na2S2O3)相等，c(H2SO4)不相等，反应速率不相等；
D．实验③、⑤温度不相等，c(H2SO4)和c(Na2S2O3)也均不相等。

【详解】
(1) 盛放Na2SO3固体的玻璃仪器是蒸馏烧瓶，三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中生成硫代硫酸钠时发生反应的化学方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2；(2)①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，滴入最后一滴碘的标准溶液，溶液变为蓝色，且30s内不恢复原色，说明反应到达终点；
②终点读数为18.10mL，起点读数为0.00mL，故消耗碘的标准溶液体积为18.10mL，
设Na2S2O3•5H2O的纯度为x，则：
2Na2S2O3•5H2O～2Na2S2O3～I2
2Mg 1mol
Wxg 18.10×10-3L×0.1000mol•L-1
故2Mg：Wxg=1mol：18.10×10-3L×0.1000mol•L-1，解得x=0.362M
W
%；
③局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积偏小，会使样品中Na2S2O3•5H2O的纯度的测量结果偏低；
(3)A．采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影响，故A正确，
B．实验①、②的温度相等，c(H2SO4)相等，c(Na2S2O3)不相等，故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响，故B正确；
C实验①、③的温度相等，c(Na2S2O3)相等，c(H2SO4)不相等，③中c(H2SO4)较大，反应速率较快，变浑浊时间较短，故C错误；
D探究温度对化学反应速率的影响，应保证物质的浓度相等，而实验③、⑤温度不相等，c(H2SO4)和c(Na2S2O3)也均不相等，实验②、④中c(H2SO4)和c(Na2S2O3)均相等，但温度不等，故实验②、④是探究温度对化学反应速率的影响，故D错误；
故答案为CD。

6．CuSO4溶液对过氧化氢的分解反应具有催化作用。

有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。

(1)请你帮助他们完成实验报告：
(2)已知FeCl3在水中可电离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想。

甲同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的H2O；
乙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Fe3＋；
丙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Cl－。

你认为最不可能的是_______同学的猜想，理由是________。

(3)同学们对余下的两个猜想用实验进行了探究。

请你仔细分析后完成下表：
【答案】试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃甲过氧化氢溶液中有水，可见水不是催化剂起催化作用的不是Cl－ Fe2(SO4)3溶液试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃起催化作用的是Fe3＋
【解析】
【分析】
此题通过提出猜想、实验探究、得出结论等步骤，以实验形式探究FeCl2溶液对过氧化氢分解反应的催化作用。

（1）FeCl3溶液对双氧水的分解有催化作用，所以现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；
（2）对于真正催化分解H2O2的到底是H2O、Fe3+还是Cl-，同学共有三个猜想，根据推理，可知最不可能的是甲；
（3）通过加入加入少量的HCl引入Cl-，而无明显现象，起催化作用的不是Cl-；从而可知起催化作用的一定是铁离子，通过加入Fe（NO3）3溶液（或Fe2（SO4）3溶液引入Fe3+，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是
Fe3+。

【详解】
(1)根据实验结论可知实验中H2O2迅速分解，则现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃，故答案为试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；
(2) 三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会自行分解，可见水不是催化剂，故答案为甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；
(3)设计实验时需要控制变量，即分别加入Fe3＋或Cl－，第一步实验加盐酸(有Cl－、无Fe3＋)无明显现象，说明Cl－不起催化作用；第二步实验应加入一种含Fe3＋但不含Cl－的物质，如Fe2(SO4)3等，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+，故答案为起催化作用的不是Cl-；Fe2（SO4）3溶液）；试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe3+。

【点睛】
本题考查化学探究实验，注意从对比试验的角度验证了对H2O2起催化作用的是Fe3+，把握催化剂对反应速率的影响及题给信息为解答的关键。

7．（1）利用原电池装置可以验证Fe3+与Cu2+氧化性相对强弱，如下图所示。

该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池。

写出该氧化还原反应的离子方程式：__________。

该装置中的负极材料是______（填化学式），正极反应式是
_______。

（2）某研究性学习小组为证明2Fe3++2I－⇌2Fe2++I2为可逆反应，设计如下两种方案。

方案一：
取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加2mL0.1mol/L的FeCl3溶液，再继续加入2mLCCl4，充分振荡、静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液。

①方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是______。

②有同学认为方案一设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是（用离子方程式表示）_____。

方案二：
设计如下图原电池
．．．装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。

当指针读数变零后，在右管中加入1mol/L FeCl2溶液。

③方案二中，“读数变为零”是因为____________.
④“在右管中加入1mol/L FeCl2溶液”后，观察到灵敏电流计的指针______偏转（填“向左”、“向右”或“不”），可证明该反应为可逆反应。

【答案】Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ Cu Fe3+ + e－ = Fe2+下层（CCl4层）溶液呈紫红色，且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+该可逆反应达到了化学平衡状态向左
【解析】
【分析】
（1）验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱时，应将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池，原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗，选用金属性弱于铜的金属或非金属C作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐；
（2）方案一：如该反应为可逆反应，加入四氯化碳，四氯化碳层呈紫红色，上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色；但在振荡过程中，Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+，不能证明Fe3+未完全反应；
方案二：图中灵敏电流计的指针指向右，右侧烧杯为正极，当指针读数变零后，在右管中加入1mol/LFeCl2溶液，如为可逆反应，可发生2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-，I2被还原，指针应偏向左。

【详解】
（1）Fe3+氧化性比Cu2+强，可发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应，反应中Cu被氧化，Cu电极为原电池的负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极，正极上Fe3+发生还原反应，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；Cu；Fe3+ + e－ = Fe2+；
（2）①若该反应为可逆反应，反应中有碘单质生成，但不足量的Fe3+不能完全反应，溶液中依然存在Fe3+，则证明有碘单质和Fe3+存在的实验设计为：向反应后的溶液再继续加入2mLCCl4，充分振荡、静置、分层，下层（CCl4层）溶液呈紫红色，再取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，故答案为下层（CCl4层）溶液呈紫红色，且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色；
②在振荡过程中，Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+，不能证明反应可逆，反应的化学方程式为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+，故答案为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+；
③若该反应为可逆反应，“读数变为零”说明该可逆反应达到了化学平衡状态，故答案为该
可逆反应达到了化学平衡状态；
④当指针读数变零后，在右管中加入1mol/LFeCl2溶液，如为可逆反应，可发生
2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-，I2被还原，灵敏电流计指针总是偏向电源正极，指针应偏向左，故答案为向左。

【点睛】
本题考查化学反应原理的探究，侧重于分析问题和实验能力的考查，注意把握发生的电极反应、原电池工作原理，注意可逆反应的特征以及离子检验的方法为解答的关键。

8．某研究性学习组利用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：
KMnO4溶液H2C2O4溶液H2O溶液褪色时间实验序号实验温度
V(mL)C(mol/L)V(mL)C(mol/L)V(mL)t(s)
A293K20.0240.10t1
B T120.0230.1V18
C313K20.02V20.11t2
（1）通过实验A、B，可探究出_______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）若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是______________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为____________。

（3）该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2+，写出相应反应的离子方程式
_________________________。

（4）该小组的一位同学通过查阅资料发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是_______________，相应的粒子最有可能是（填符号）_______。

【答案】浓度 1 293K BC 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3×10－
4mol/（L·s） 2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 作催化剂 Mn2＋
【解析】(1)实验A、B中KMnO4溶液的浓度相等，可探究出在相同温度下，H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响，其中V1=2mL+4mL-2mL-3mL=1mL，T1=293K；B和C实验中，V2=3mL时，两实验反应物的浓度均相同，可探究不同温度对化学反应速率的影响；
(2)因A中H2C2O4溶液浓度浓度比B中大，若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度
变化表示的反应速率为=8.3×10－4mol/(L·s)；
(3)反应中有无色无味气体CO2产生且锰被还原为Mn2+，则发生反应的离子方程式为
2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；。