2020-2021高考化学压轴题专题化学反应速率与化学平衡的经典综合题

2020-2021高考化学压轴题专题化学反应速率与化学平衡的经典综合题
一、化学反应速率与化学平衡
1．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：
步骤1：取8mL0.11mol L -⋅的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -⋅的FeCl 3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________ 步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4，充分振荡、静置；
步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.11mol L -⋅的KSCN 溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。

探究的目的是通过检验Fe 3+，来验证是否有Fe 3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。

针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想： 猜想一：KI 溶液过量，Fe 3+完全转化为Fe 2+，溶液无Fe 3+
猜想二：Fe 3+大部分转化为Fe 2+，使生成Fe （SCN ）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe （SCN ）3在乙醚中的溶解度比在水中大。

信息二：Fe 3+可与46[()]Fe CN -
反应生成蓝色沉淀，用K 4[Fe （CN ）6]溶液检验Fe 3+的灵敏度比用KSCN 更高。

结合新信息，请你完成以下实验：各取少许步骤2静置分层后的上层水溶液于试管A 、B 中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处：
【答案】322222Fe I Fe I +
-++=+ 若液体分层，上层液体呈血红色。

则“猜想一”不成
立 在试管B 中滴加5-6滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，振荡
【解析】 【分析】 【详解】
（1） KI 溶液与FeCl 3溶液离子反应方程式322222Fe
I Fe I +
-++=+；
（2）①由信息信息一可得：取萃取后的上层清液滴加2-3滴K 4[Fe （CN ）6]溶液，产生蓝色沉淀，由信息二可得：往探究活动III 溶液中加入乙醚，充分振荡，乙醚层呈血红色，
实验操作预期现象结论
若液体分层，上层
液体呈血红色。

则“猜想一”不成立
实验2：在试管B中滴加5-6滴K4[Fe（CN）
6]溶液，振荡
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、阳极均为石阴、阳极均为石阴、阳极均为石阴极为石墨，
墨墨墨阳极为铁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Cr2O72-(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-
27
c(Cr O)减小，而2-
4
c(CrO)增大，故
2-
27
2-
4
c(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H2SO4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，CrO42-转化为Cr2O72-
，Cr2O72-可以在酸性条件下将I-氧化，而在碱性条件下，CrO42-不能将I-氧化，说明+6价铬盐氧化性强弱为：Cr2O72-大于CrO42-；此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是
Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O。

（5）①实验ⅱ中，Cr2O72-在阴极上放电被还原为Cr3+，硫酸提供了酸性环境，其电极反应式是Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O。

②由实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理示意图可知，加入Fe2(SO4)3溶于水电离出Fe3+，在直流电的作用下，阳离子向阴极定向移动，故Fe3+更易在阴极上得到电子被还原为Fe2+，Fe2+在酸性条件下把Cr2O72-还原为Cr3+。

如此循环往复，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。

由此可知，实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因是：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-，故在阴阳两极附近均在大量的Fe2+，Fe2+循环利用提高了Cr2O72-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．某小组同学以不同方案探究Cu粉与FeCl3溶液的反应。

（1）甲同学向FeCl3溶液中加入Cu粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了反应，其离子方程式是__。

（2）乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生：将Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中，观察到溶液红色褪去，有白色沉淀A产生。

①针对白色沉淀A，查阅资料：A可能为CuCl和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2价)中的一种或两种。

实验过程如下：
请回答：
Ⅰ.根据白色沉淀B是__(填化学式)，判断沉淀A中一定存在CuSCN。

Ⅱ.仅根据白色沉淀A与过量浓HNO3反应产生的实验现象，不能判断白色沉淀A中一定存在CuSCN，从氧化还原角度说明理由：__。

Ⅲ.向滤液中加入a溶液后无明显现象，说明A不含CuCl，则a是__(填化学式)。

根据以上实验，证明A仅为CuSCN。

②进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因，将该反应的方程式补充完整： Cu2++ SCN -= CuSCN↓+ (SCN)2__
③结合上述过程以及Fe(SCN)3⇌Fe3++3SCN -的平衡，分析（2）中溶液红色褪去的原因：
__。

（3）已知(SCN)2称为拟卤素，其氧化性与Br2相近。

将KSCN溶液滴入（1）所得的溶液
中，观察到溶液变红色，则溶液变红的可能原因是__或__。

【答案】Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+ BaSO 4 +1价铜也可将浓HNO 3还原 AgNO 3 2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2 Cu 和Fe 3+反应生成Cu 2+使c(Fe 3+)减小；Cu 2+和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使c(SCN -)减小，均使该平衡正向移动，导致Fe(SCN)3浓度减小，溶液红色褪去 Fe 3+有剩余 空气中的O 2将Fe 2+氧化；(SCN)2将Fe 2+氧化 【解析】 【分析】
（1）铁离子具有氧化性，能够把铜氧化为铜离子；
（2）I ．①不溶于稀硝酸的白的沉淀为硫酸钡； Ⅱ.②亚铜离子具有还原性，也能被硝酸氧化； Ⅲ.检验氯离子，应加入硝酸银溶液；
②据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，写出反应的方程式； ③根据浓度对平衡移动规律进行分析；
（3）亚铁离子具有强还原性，空气中氧气、溶液中（SCN ）2都有可能把亚铁离子氧化为铁离子。

【详解】
()1甲同学向3FeCl 溶液中加入Cu 粉，观察到溶液的颜色变为浅蓝色，由此证明发生了氧
化还原反应，生成2Cu +，其离子方程式是Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+； 故答案为：Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe 2+；
()2① ⅠA 可能为CuCl 和CuSCN(其中硫元素的化合价为2-价)中的一种或两种，白色
沉淀与过量浓硝酸反应生成红棕色的2NO 和含2Cu +的蓝色溶液，向蓝色溶液中加入过量硝酸钡溶液，生成不溶于硝酸的钡盐沉淀，则白色沉淀B 是4BaSO ； 故答案为：4BaSO ；
Ⅱ 1+价铜也可将浓3HNO 还原，故仅根据白色沉淀A 与过量浓3HNO 反应产生的实验现象，不能判断白色沉淀A 中一定存在CuSCN ， 故答案为：1+价铜也可将浓3HNO 还原；
Ⅲ 检验氯离子，应加入硝酸银溶液，则a 是3AgNO ， 故答案为：3AgNO ；
② 据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，该反应的方程式为2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2，
故答案为：2Cu 2++4SCN -=2CuSCN↓+(SCN)2；
Cu ③和3Fe +反应生成2Cu +使()
3c Fe +
减小；2Cu +和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使
()
c SCN -减小，均使该平衡正向移动，导致3Fe(SCN)浓度减小，溶液红色褪去，
故答案为：Cu 和Fe 3+反应生成Cu 2+使c(Fe 3+)减小；Cu 2+和SCN -反应生成CuSCN 沉淀使
c(SCN -)减小，均使该平衡正向移动，导致Fe(SCN)3浓度减小，溶液红色褪去 ；
()3将KSCN 溶液滴入()1所得的溶液中，观察到溶液变红色，则溶液含3Fe +，溶液变红的
可能原因是3Fe +有剩余；空气中的2O 将2Fe +氧化；2(SCN)将2Fe +氧化， 故答案为：Fe 3+有剩余；空气中的O 2将Fe 2+氧化；(SCN)2将Fe 2+氧化 。

4．某小组同学对FeCl 3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Fe 2+ 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Fe 3+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CCl 4，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I 2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I −氧化为I 2，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__________________________。

【答案】铁氰化钾 2Fe 3++2I −垐?噲?2Fe 2++I 2 使KI 过量，再检验是否有Fe 3+，以证明该反
应为可逆反应 下层呈紫色，上层呈浅绿色 用CCl 4萃取碘以后，使平衡右移，Fe 3+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Fe 2+ 的溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成； (2) Fe 3+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)I 2易溶于CCl 4；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。

5．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)
(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 ＜ 0.02/3t 1 mol·L －1·s －1 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 【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H 2C 2O 4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(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。

【详解】
(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)=
1
1
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。

6．三草酸合铁酸钾K 3[Fe (C 2O 4)3]•xH 2O 晶体是一种亮绿色的晶体，是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一种有机反应良好的催化剂。

已知M （K 3[Fe (C 2O 4)3]）=437g/mol 。

本实验以(NH 4)2Fe (SO 4)2•6H 2O （硫酸亚铁铵晶体）为原料，加入草酸（H 2C 2O 4）制得草酸亚铁（FeC 2O 4）后，在过量的草酸根（C 2O 42-）部分实验过程如下：
（1）在沉淀A 中加入饱和K 2C 2O 4溶液，并用40℃左右水浴加热，再向其中慢慢滴加足量的30%H 2O 2溶液，不断搅拌。

此过程需保持温度在40℃左右，可能的原因是：______ （2）某兴趣小组为知道晶体中x 的数值，称取1.637g 纯三草酸合铁酸钾
（K 3[Fe (C 2O 4)3]•xH 2O ）晶体配成 100ml 溶液，取25.00mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H 2SO 4，用浓度为 0.05000mol•L -1的KMnO 4标准溶液进行滴定。

其中，最合理的是______（选填 a 、b ）。

由如图KMnO 4滴定前后数据，可求得x=______。

【答案】适当提高温度以加快反应速率，若温度太高则H2O2分解 b 3
【解析】
【分析】
由制备流程可知，硫酸亚铁加入稀硫酸抑制Fe2＋水解，然后与草酸发生
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+H2C2O4═FeC2O4↓+(NH4)2SO4+H2SO4+6H2O，用过氧化氢将草酸亚铁氧化为K3[Fe(C2O4)3]，发生2FeC2O4+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4═2K3[Fe(C2O4)3]↓+2H2O，溶液C含K3[Fe(C2O4)3]，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体。

【详解】
（1）在沉淀A中加入饱和K2C2O4溶液，并用40℃左右水浴加热，再向其中慢慢滴加足量的30%H2O2溶液，不断搅拌，此过程需保持温度在40℃左右，可能的原因是适当提高温度以加快反应速率，若温度太高则H2O2分解；
（2）KMnO4标准溶液具有强氧化性，可氧化橡胶，应选酸式滴定管，只有图b合理；图中消耗高锰酸钾的体积为20.80mL-0.80mL=20.00mL，由2MnO4-+5C2O42-
+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，K3[Fe(C2O4)3]•xH2O物质的量为0.02L×0.05mol/L×5
2
×
100 25×
1
3
=0.0033mol，M=
1.637
0.0033
g
mol
=496g/mol，则39×3+（56+280×3）+18x=496，解得
x=3。

7．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：
实验过程实验现象实验结论
在一支试管中加入5 mL 5%的H2O2溶
液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火
星的木条伸入试管
____FeCl3溶液可以催化H2O2分解(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。

8．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现反应条件不同，反应速率不同。

请回答下列问题：
（1）在用稀硫酸与锌制氢的实验中，加入少量下列物质可加快氢气生成速率的是_____（填序号）
A．Na2SO4溶液 B．MgSO4 溶液 C．SO3 D．CuSO4溶液
（2）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

请完成此实验设计，其中：V1＝____ mL， V6＝______ mL。

该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析速率下降的主要原因__________ 。

（3）该同学为探究其它因素对锌与稀硫酸反应速率的影响，又做了以下实验，记录数据如下，回答下列问题：
①由实验可推知，反应物的总能量_______产物的总能量（填“＜”、 “＞” 或“＝”）。

②实验2和5表明，______对反应速率有影响。

③实验4和5表明，______对反应速率有影响，能表明同一规律的实验还有 _________ （填实验序号）。

④本实验中影响反应速率的其他因素还有________。

【答案】 C D 30 10 当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了
锌与溶液的接触面积＞浓度固体表面积 1和2 温度
【解析】（1）在用稀硫酸与锌制氢气的实验中，加入Na2SO4溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故A错误；B、加入MgSO4 溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故B错误；C、通入SO3相当于加入了硫酸，增大了硫酸的浓度，加快了化学反应速率；D、加入CuSO4溶液，锌为活泼金属，发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快；故选CD；
（2）研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响要求硫酸的量不变，所以V1=30，分析可以看出为了消除硫酸的物质的量浓度不同引起的误差，所以加入的硫酸铜和水的体积和要求一样为20mL，所以V6＝ 10 ，加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因是当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积；
（3）①从表中看出，反应后的温度高于反应前的温度，说明这是一个放热反应，即反应物的总能量大于产物的总能量；
②实验2和5表明只要硫酸的物质的量浓度不同，是为了探究浓度对反应速率的影响；
③实验4和5、1和2，都是为了探究固体表面积对反应速率的影响，粉末反应的时间短，说明固体表面积越大，反应速率越快；
④由于这是一个放热反应，所以温度也是影响本实验的反应速率的因素之一。

9．用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。

某实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计方案如下（KMnO4溶液已酸化）：
实验序号A溶液B溶液
①20mL 0.lmol·L-l H2C2O4溶液30mL 0.01mol.L-l KMnO4溶液
②20mL 0.2mol·L-l H2C2O4溶液30mL 0.01mol.L-l KMnO4溶液
(1)该实验探究的是______对化学反应速率的影响。

相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是_____（填实验序号）。

(2)若实验①在2min末注射器的活塞向右移动到了b mL的位置，则这段时间的反应速率可表示为v(CO2)=______mL/min。

若实验②在t min收集了4.48×10-3L CO2（标准状况下），则t min末c(MnO4-)=______。

(3)该小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①___________、②___________。

(4)已知草酸是一种二元弱酸，其电离常数K1=5.4×10-2、K2=5.4×10-5，写出草酸的电离方程式_______、________。

试从电离平衡移动的角度解释K1>>K2的原因_______________。

【答案】草酸的浓度②＞① (b-20)/2 5.2×10－3mol/L 产物Mn2+是反应的催化剂反应放热H 2C2O4H++ HC2O4－ HC2O4－H++ C2O42－前一步电离出的H+对后面的电离有抑制作用
【解析】试题分析：本题考查设计实验方案探究外界条件对化学反应速率的影响，化学反应速率的计算以及外界条件对化学反应速率的影响，多元弱酸的电离平衡。

（1）分析实验①和实验②，所用KMnO4溶液是等体积、等浓度，所用H2C2O4溶液体积相同、浓度不同，所以该实验的目的是探究H2C2O4的浓度对化学反应速率的影响。

由于实验①中H2C2O4溶液的浓度比实验②中低，实验①的反应速率比实验②慢，相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是②>①。

（2）实验①向锥形瓶中加入20mL的H2C2O4溶液，活塞会向右移动20mL，在2min末注射器的活塞向右移动到了b mL的位置，则收集到CO2的体积为（b-20）mL，则这段时间的反应速率可表示为υ(CO2)=（b-20）mL÷2min=(b-20)/2mL/min。

若实验②在t min收集了4.48×10-3L CO2（标准状况下），n（CO2）=4.48×10-3L÷22.4L/mol=2⨯10-4mol，根据离子方程式反应消耗的n（MnO4-）=4⨯10-5mol，tmin末c(MnO4-)=(0.01mol/L⨯0.03L-4⨯10-5mol) ÷ (0.02L+0.03L)=0.0052mol/L。

（3）随着时间的推移，反应物浓度减小，化学反应速率会变慢，t1～t2时间内速率变快不是浓度引起的；由于该反应中没有气体参与，t1～t2时间内速率变快也不是压强引起的；其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2+是反应的催化剂、②该反应是放热反应，温度升高反应速率加快。

（4）草酸是一种二元弱酸，其电离方程式为H 2C2O4H++ HC2O4－、HC2O4－H++
C2O42－。

K1>>K2的原因是前一步电离出的H+对后面的电离有抑制作用。

10．（1）K2Cr2O7的水溶液中存在如下平衡：Cr2O72-（aq）+ H2O(l)2CrO42-（aq）+
2H+（aq）,平衡常数表达式__________已知：在水溶液中K2Cr2O7为橙红色，K2CrO4为黄色)往上述溶液中加入氢氧化钠溶液呈___色；向已加入氢氧化钠的溶液中，再加入过量硫酸溶液呈___________色；此实验现象，符合勒夏特列原理：如果改变维持化学平衡的条件（浓度、压力和温度），平衡就会向着_________这种改变的方向移动,
（2）在KMnO4与H2C2O4反应中，可通过测定_________________来测定该反应的速率；写出酸性条件下KMnO4与H2C2O4（弱酸）反应，产生二氧化碳气体、水和Mn2+的离子反应方程式：__________________；此反应开始反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是
______（填字母）
A．KMnO4溶液中的H+起催化作用。