高考化学提高题专题复习第六章 化学反应与能量 练习题含答案解析

高考化学提高题专题复习第六章化学反应与能量练习题含答案解析
一、选择题
1．电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓，图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。

下列说法正确的是
A．图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B．图乙中Cr2O72-向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合，转化成Cr(OH)3除去
C．图乙电解池中，若有0.84 g阳极材料参与反应，则阴极会有168 mL（标准状况）的气体产生
D．若图甲燃料电池消耗0.36 g镁产生的电量用以图乙废水处理，理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀
【答案】A
【详解】
A．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓，A正确；B．图乙中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O72-离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去，B 错误；
C．图乙的电解池中，阳极反应式是Fe-2e-＝Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑，则n（Fe）
=
0.84
56/
g
g mol
=0.015mol，阴极气体在标况下的体积为0.015mol×22.4L/mol＝0.336L，C错
误；
D．由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe(OH)3↓，则n（Mg）
=
0.36
24/
g
g mol
=0.015mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.015mol×107g/mol=1.605g，D
错误；
答案选A。

2．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．铝片与盐酸的反应B．灼热的碳与CO2的反应
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】B
【详解】
A．金属与酸的反应属于放热反应，故A错误；
B．灼热的碳与CO2的反应为吸热反应，且C元素的化合价变化，属于氧化还原反应，故B 正确；
C．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应为放热反应，但没有元素的化合价变化，不属于氧化还原反应，故C错误；
D．甲烷在氧气中燃烧属于放热反应，故D错误；
故选B。

【点睛】
本题考查氧化还原反应和吸热反应，为高考高频考点，侧重反应类型判断的考查。

常见的吸热反应有：Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应、大多数的分解反应、C(或氢气)参加的氧化还原反应等。

3．反应3A(g)+B(g)═2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为：①v A═1mol/(L•min)，②v C═0.5 mol/(L•min)，③v B═0.5
mol/(L•min)，三种情况下该反应速率大小的关系正确的是( )
A．②＞③＞①B．①＞②＞③C．③＞①＞②D．②＞①＞③
【答案】C
【详解】
都转化为A表示的反应速率来比较反应速率的快慢。

①v A=1 mol/(L•min)；
②v C=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3
2
=0.75 mol/(L•min)；
③v B=0.5 mol/(L•min)，由3A(g)+B(g)═2C(g)，则转化为A表示的反应速率v A=0.5
mol/(L•min)×3=1.5 mol/(L•min)；
显然③＞①＞②，故选C。

4．运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论，其中合理的是
A．铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更易锈蚀
B．水和过氧化氢的组成元素相同，则二者的化学性质相同
C．Na+、Mg2+、Cl-的最外层电子数均为8，由此得出离子的最外层电子数均为8
D．同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率更快，说明催化剂可以改变反应速率
【答案】D
【详解】
A．铝的金属活动性比铁强，但铝制品比铁制品更耐腐蚀，因为在铝制品表明能形成一层致密的氧化膜，A错误；
B ．水和过氧化氢的组成元素相同，二者的化学性质不相同，B 错误；
C ．Na +、Mg 2+、Cl -的最外层电子数均为8，但离子的最外层电子数不一定均为8，例如铁离子等，C 错误；
D ．同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率更快，说明催化剂可以改变反应速率，D 正确；
答案选D 。

5．对于可逆反应 4NH 3+5O 2⇌4NO+6H 2O(g)，下列叙述正确的是
A ．达到平衡时，4v(O 2)正=5v(NO)逆
B ．达到平衡状态后，NH 3、O 2、NO 、H 2O(g)的物质的量之比为 4:5:4:6
C ．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大
D ．若单位时间生成 xmolNO 的同时，消耗 xmolNH 3，则反应达到平衡状态
【答案】A
【详解】
A ．达到平衡时，4v （O 2）正=5v （NO ）逆，说明正逆反应速率相等，选项A 正确；
B ．到达平衡时，反应混合物的物质的量关系与起始投入量及转化率有关，达到化学平衡时， NH3、O2、NO 、H2O(g)的物质的量之比不一定为4∶5∶4∶6，选项B 错误；
C ．达到平衡状态时，若增加容器体积，相当于减小压强，则反应速率减小，选项C 错误；
D ．若单位时间生成xmolNO 的同时，消耗xmolNH 3，都是指正反应速率，无法说明正逆反应速率相等，则反应不一定达到平衡状态，选项D 错误。

答案选A 。

6．下列反应属于氧化还原反应，而且△H ＞0的是( )
A ．铝片与稀H 2SO 4的反应
B ．22Ba(OH)8H O ⋅与4NH Cl 的反应
C ．灼热的木炭与CO 2的反应
D ．甲烷在O 2中的燃烧反应
【答案】C
【详解】
A ．铝片与稀H 2SO 4的反应中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；反应发生放出热量，反应属于放热反应，故△H ＜0，A 不符合题意；
B ．22Ba(OH)8H O ⋅与4NH Cl 反应吸收热量，属于吸热反应；反应过程中元素化合价没有发生变化，故反应属于非氧化还原反应，B 不符合题意；
C ．灼热的木炭与CO 2反应产生CO ，反应发生吸收热量；反应过程中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应，C 符合题意；
D ．甲烷在O 2中的燃烧，放出热量，属于放热反应；反应过程中有元素化合价的变化，因此反应属于氧化还原反应，D 不符合题意；
故合理选项是C 。

7．我国科研人员提出了由CO 2和CH 4转化为高附加值产品CH 3COOH 的催化反应历程。

该
反应历程示意如下：
下列说法不正确的是
A ．该反应遵循质量守恒定律
B ．CH 4→CH 3COOH 过程中，有
C —H 键发生断裂
C ．①→②吸收能量并形成了C —C 键
D ．生成CH 3COOH 总反应的原子利用率为
100％
【答案】C
【详解】
A ．该反应总反应为CH 4+CO 2 催化剂CH 3COOH ，反应遵循质量守恒定律，故A 项说法正确；
B ．图中变化可知，甲烷在催化剂作用下经过选择性活化，其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键，必有C−H 键发生断裂，故B 项说法正确；
C ．①→②的焓值降低，过程为放热过程，有C−C 键形成，故C 项说法错误；
D ．由图可知，1mol 甲烷和1mol 二氧化碳反应生成1mol 乙酸，生成CH 3COOH 总反应的原子利用率为100%，故D 项说法正确；
综上所述，说法不正确的是C 项，故答案为C 。

8．原电池是化学电源的雏形。

关于如图所示原电池的说法正确的是
A ．能将电能转化为化学能
B ．电子从锌片经导线流向铜片
C ．锌片为正极，发生氧化反应
D ．铜片上发生的反应为Cu 2+＋2e －= Cu
【答案】B
【分析】
Zn 、Cu 和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Zn-2e -═Zn 2+，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H ++2e -=H 2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，内电路中阳离子移向正极Cu ，阴离子移向负极Zn ，据此解答。

【详解】
Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，发生失去电子的氧化反应，铜为正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为2H++2e−=H2↑，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，
A.原电池是将化学能转化为电能的装置，故A错误；
B. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，电池工作时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故B正确；
C. Zn、Cu和稀硫酸构成原电池中，锌为负极，铜为正极，负极上发生失去电子的氧化反应，故C错误；
D. 原电池中，铜为正极，电极反应式为2H++2e−=H2↑，故D错误；
故答案选：B。

9．Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。

该电池工作时，下列说法正确的是()
A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．石墨电极附近溶液的碱性增强D．溶液中Cl－向正极移动
【答案】C
【分析】
镁、过氧化氢和海水形成原电池，镁做负极发生氧化反应，过氧化氢在正极上发生还原反应，过氧化氢做氧化剂被还原为OH-，溶液pH增大，原电池中阴离子移向负极。

【详解】
A．组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，不是正极，故A错误；
B．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，发生还原反应，故B错误；C．双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为氢氧根离子，电极反应为，H2O2+2e-=2OH-，故溶液pH值增大，故C正确；
D．溶液中Cl－移动方向与同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动，故D错误；答案选C。

10．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI 溶液浓度均为0.1mo1・L-1)，最合理的方案是
A ．方案1
B ．方案2
C ．方案3
D ．方案4
【答案】D
【详解】 KI 溶液和FeCl 3溶液发生氧化还原反应生成Fe 2+和I 2，反应的离子方程式为2Fe 3++2I -═2Fe 2++I 2，反应后的溶液中加入CCl 4，如有机层呈紫红色，则说明生成碘；向含Fe 3+的溶液中滴加几滴KSCN 溶液呈血红色，这是Fe 3+的特殊反应，所以可滴加KSCN 溶液，溶液显血红色，发生Fe 3++3SCN -═Fe (SCN )3，就说明Fe 3+没有反应完，故D 正确。

11．向某密闭容器中加入0.3 mol A 、0.l mol C 和一定量的B 三种气体，一定条件下发生如下反应：()()()3A g B g +2C g 0 ΔH<，各物质的浓度随时间变化如图所示[t 0～t 1阶段的c （B ）变化未画出]，下列说法中正确的是（ ）
A ．若t 1=15s ，则用A 的浓度变化表示t 0～t 1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L -l ·s -1
B ．t 1时该反应达到平衡，A 的转化率为60%
C ．该容器的容积为2L ，B 的起始的物质的量为0.02 mol
D ．t 0～t 1阶段，此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ ，该反应的热化学方程式为：()
()()-13A g B g +2C g H=-50a kJ mol ∆⋅
【答案】B
【详解】 A ．t 0～t 1阶段，A 的浓度变化为0.15-0.06=0.09 mol·L －1，t 0～t 1阶段的平均反应速率为-1-10.09mol/L =0.006mol L s 15s
⋅⋅，A 错误； B ．t 1时该反应达到平衡， A 的转化率为=0.09/0.15×100%=60%，B 正确；
C ．根据反应()()()3A g B g +2C g 可知，反应达平衡后，∆c(A)=0.09 mol·L －1, ∆c(B)=0.03
mol·L－1,由图像可知反应达平衡后，c(B)=0.05 mol·L－1，所以B的起始的浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02mol/L×2L=0.04 mol，C错误；
D．t0～t1阶段，∆c(A)=0.09 mol·L－1，∆n(A)=0.09×2 mol =0.18 mol，此时放热a kJ，如果有
3mol A完全反应，放热为50
a
3
kJ，即()()()-1
50
3A g B g+2C g H=- a kJ mol
3
∆⋅，D错
误；
答案选B。

12．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO， MgSO3(s) +
CO(g)MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0。

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是
选项x y
A温度容器内混合气体的密度
B CO的物质的量CO2与CO的物质的量之比
C SO2的浓度平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积）CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】
A、△H＞0，升高温度，平衡正向移动，二氧化碳浓度增大，混合气体的密度增大，故A 正确；
B、
[]
[]2
CO
k
CO
= , 平衡常数只与温度有关，温度不变常数不变，增加CO的物质的量， CO2
与CO的物质的量之比不变，故B错误；
C、平衡常数只与温度有关，温度不变常数不变，故C错误；
D、MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动， CO的转化率不变，故D错误；
答案选A。

13．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂
时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（）
A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ
【答案】C
【详解】
根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -484 kJ/mol，设1mol H-H键断裂时吸收热量为x，则ΔH= -484 = 2x + 496 - 463×4，解得x = 436，故C正确；
故答案为C。

【点睛】
反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量，若差值小于0，为放热反应，反之，为吸热反应。

14．科学家近期研发出如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列有关叙述错误
．．的是
A．b电极不可用石墨替代Li
B．正极反应为：Li1-x Mn2O4+xLi++xe－ = LiMn2O4
C．电池总反应为：Li1-x Mn2O4+xLi = LiMn2O4
D．放电时，溶液中Li+从a向b迁移
【答案】D
【分析】
锂离子电池中，b为Li，失去电子，作负极，LiMn2O4为正极；充电时Li+在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，据此分析。

【详解】
A. C不能失电子，故b电极不可用石墨替代Li，A项正确；
B. 正极发生还原反应，Li1-x Mn2O4得电子被还原，电极反应为：Li1-x Mn2O4+xLi++xe－ =
LiMn2O4，B项正确；
C. Li失电子，Li1-x Mn2O4得电子，生成的产物为LiMn2O4，电池的总反应为：Li1-x Mn2O4+xLi = LiMn2O4，C项正确；
D.放电时，阳离子移动到正极，即从b向a迁移，D项错误；
答案选D。

15．利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计的电池装置如图所示，该装置既能有效消除氮氧化物的排放减轻环境污染，又能充分利用化学能。

下列说法正确的是（）
A．电池工作时，OH—从左向右迁移
B．电极A上发生氧化反应，电极A为正极
C．当有0.1molNO2被处理时，外电路中通过电子0.4mol
D．电极B的电极反应式为2NO2+8e-+8H+=N2+4H2O
【答案】C
【分析】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，结合电解质溶液呈碱性解答该题。

【详解】
由反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极；
A．A为负极，B为正极，电池工作时，OH—从右向左迁移，故A错误；
B．A为负极，发生氧化反应，故B错误；
C．当有0.1molNO2被处理时，N元素从+4价降为0价，则外电路中通过电子0.4mol，故C 正确；
D．电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-，故D错误；故答案为C。

16．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s) (乙)A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的密度；②反应容器中生成物的百分含量；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比；④混合气体的压强⑤混合气体的总物质的量。

其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态是（）
A．①②③B．①②③⑤C．①②③④D．①②③④⑤
【答案】A
【详解】
①甲乙均有固体参与反应，混合气体的密度不变，能作平衡状态的标志，正确；
②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，正确；
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相等，正确；
④乙混合气体的压强始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；
⑤乙混合气体的总物质的量始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；
综上，正确为 ①②③，答案选A 。

【点睛】
本题考查了化学平衡状态的判断，注意当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态
17．一定温度下，向容积为2L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示。

则下列对该反应的推断合理的是（ ）
A ．该反应的化学方程式为6A+2D
3B+4C
B ．0～1s 内， v(A)=v(B)
C ．0～5s 内，B 的平均反应速率为006mol·L -1·s -1
D ．5s 时，v(A)=v(B)=v(C)=v(D)
【答案】C
【分析】
由图像可知，A 、D 物质增加为生成物，B 、C 物质减少为反应物，根据变化的物质的量之比与系数之比相等写出化学方程式；Δc v=Δt ，以此计算化学反应速率。

【详解】
A ．由图可知，反应达到平衡时A 物质增加了1.2mol ，D 物质增加了0.4mol 、
B 物质减少了0.6mol 、
C 物质减少了0.8mol ，故A 、
D 为生成物，B 、C 为反应物，该反应的化学方程式为3B 4C 6A 2D ++，A 项错误；
B ．0～1s 内，A 、B 的物质的量变化量不等所以()()A B v v ≠，B 项错误；
C ．0～5s 内，B 的平均反应速率11
1.0mol 0.4mol
2L 0.06mol L s 5s
v ---==⋅⋅，C 项正确； D ．5s 时反应达到了化学平衡状态，()()()()A :B :C :D 6:3:4:2v v v v =，D 项错误； 故答案选：C 。

18．已知反应:NO 2(g) + SO 2(g)SO 3(g) + NO(g) ，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO 2 、 2 mol S 18O 2，.反应达到平衡后，下列有关说法正确的是:
A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N18O生成
C．S18O2的物质的量不可能为0. 8 mol D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡
【答案】C
【详解】
A．NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g) 反应到达平衡后，化学平衡是一个动态平衡，故NO2中可能含18O，A错误；
B．NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)该反应是可逆反应， NO2的转化率小于100%，故生成N18O的物质的量小于1mol，B错误；
C．反应物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，又因为NO2(g) + SO2(g)SO3(g) + NO(g)这个反应是可逆反应，NO2的转化率小于100%，故平衡时 S18O2的物质的量大于1.0mol，C正确；
D．反应物、生成物的物质的量不在随着时间的改变而改变，当SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明反应达到平衡，D错误；
答案选C。

【点睛】
对应可逆反应，反应物的转化率小于100%，生成物的产率小于100%，化学平衡是一个动态平衡，达到平衡后，同种物质的正、逆反应速率相等且都大于0。

19．我国科学家在CO2电催化还原制乙烯和乙醇方面取得重要突破，其反应机理如下图所示。

下列有关说法错误的是
A．第1步中“CO2→*CO"碳氧双键断开需要吸收能量
B．第2步发生反应的化学方程式为*CO+H→*CHO
C．第3步“*CHO→*OCHCHO*”吸附在催化剂表面原子数目及种类不变
D．第4步产物有乙烯、乙醇和水
【答案】C
【分析】
由图可知：第1步CO2碳氧双键断开形成*CO和O，第2步发生反应*CO+H→*CHO，第3步“*CHO→*OCHCHO*”，第4步为*OCHCHO*脱离催化剂表面生成乙烯和乙醇，据此分析。

【详解】
A．断开共价键需要吸收能量，故A正确；
B．观察图，第2步发生反应的化学方程式为*CO+H→*CHO，故B正确；
C．第3步“*CHO→*OCHCHO*”吸附在催化剂表面原子种类改变，数目增加，故C错误，；D．第4步产物有乙烯、乙醇，根据原子守恒，产物中有水生成，故D正确；
答案选C。

20．下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】
A．铝不能滴落下来，好像有一层膜兜着并不是因为铝熔点高，而是因为加热时铝与氧气反应生成熔点很高的氧化铝，故A错误；
B．生成的HCl气体与空气中的水蒸气凝结成小液滴，出现白雾并不是白烟，故B错误；C．铝和盐酸或者氢氧化钠反应生成的气体均为氢气，故C错误；
D．两支试管中只有H2O2溶液的浓度不同，其他条件完全相同，6%的H2O2溶液试管中产生气泡的速率较快，可以说明相同条件浓度大H2O2分解速率快，故D正确；
综上所述答案为D。

二、实验题
21．某化学小组将草酸(H2C2O4，二元弱酸)溶液与硫酸酸化的KMnO4溶液混合。

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。

请完成以下实验设计表。

表中a、b的值分别为a=___、b=___。

（2）该反应的离子方程式为___。

（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④验证MnSO4对该反应起催化作用，完成表中内容。

【答案】50 10 5H2C2O4+2MnO4-+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O 其他条件相同时，溶液的pH对该反应的速率有影响；(其他条件相同时，溶液的pH减小反应速率加快) 向反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
【详解】
(1)根据实验目的，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。

实验①和②，探究不同的初始pH对化学反应速率的影响，实验②和③，探究不同草酸溶液用量对化学反应速率的影响，因此除了草酸用量不同，其他量均相同，可得a=50，为了维持溶液体积好与②相同，b=10；
(2)草酸被高锰酸钾氧化生成CO2，MnO4－还原成Mn2＋，离子方程式为5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O；
(3)实验①和②探究不同的初始pH对化学反应速率的影响，若t1＜t2，说明其他条件相同时，溶液的pH减小反应速率加快；
(4)实验④验证MnSO4对该反应起催化作用，且与实验①作对比，因此除了MnSO4的用量不同其他均相同，实验方案为向反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验。

22．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验：
实验Ⅰ：将Fe3+转化为Fe2+
（1）Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为________。

（2）探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：
实验方案现象结论
步骤1：取4mL______mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液产生白色沉淀
CuSO4与KSCN反
应产生了白色沉
淀
：步骤2：取 _____________________无明显现象
查阅资料：
ⅰ．SCN－的化学性质与I－相似ⅱ．2Cu2+ + 4 I－=" 2CuI↓+" I2，Cu2+与SCN－反应的离子方程式为__________。

实验Ⅱ：将Fe2+转化为Fe3+
实验方案现象
向3mL 0.1mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 8mol/L稀硝酸溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因：
查阅资料：Fe2+ + NO Fe(NO)2+(棕色)
（3）用离子方程式解释NO 产生的原因________。

（4）从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：
反应Ⅰ：Fe2+与HNO3反应；反应Ⅱ：Fe2+与NO反应
① 依据实验现象，甲认为反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ_________(填“快”或“慢”)。

② 乙认为反应Ⅰ是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案是
_____。

③ 请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因__________。

（5）丙认为若生成的NO与Fe2+不接触，溶液就不会出现棕色，请设计实验方案，并画出实验装置图，实现Fe2+Fe3+的转化，同时避免出现此异常现象。

【答案】2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ 0.1 取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴
0.1mol/L KSCN溶液 Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2 3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O 慢取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应；③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡
Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色
【解析】
试题分析：（1）Fe3+与Cu粉发生反应生成铜离子与亚铁离子，反应离子方程式为：
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，故答案为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（2）由反应2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，可知图1中得到溶液中Fe2+为0.2mol/L，Cu2+为
0.1mol/L，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验，故实验方案为：
步骤1：取4mL 0.1mol/L CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，
步骤2：取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液，
由题目信息ii可知，Cu2+与SCN-反应生成CuSCN沉淀，同时生成(SCN)2，反应离子方程式为：Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2，
故答案为0.1；取4mL 0.1mol/L FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液；
Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2；
（3）亚铁离子具有还原性，酸性条件下硝酸根具有强氧化性，反应生成铁离子、NO与水，反应离子方程为：3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为3Fe2++4H++NO3-
═3Fe3++NO↑+2H2O；
（4）①溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ的慢，故答案为慢；
②反应中硝酸过量，若存在平衡，溶液中含有Fe2+，否则没有Fe2+，具体的实验方案是：取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明
反应I是不可逆反应，故答案为取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化，说明反应I是不可逆反应；
③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色，故答案为Fe2+被硝酸氧化为Fe3+，导致溶液中Fe2+浓度降低，导致平衡Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+，溶液由棕色变为黄色；
（5）利用原电池原理，使NO与Fe2+在不同的电极区域生成，实验装置图为
，故答案为。

考点：考查了反应原理的探究实验、实验方案设计等相关知识。

23．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理] 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
[实验内容及记录]
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 2.0 3.0 2.0 4.0
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是___________________________。

（2）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为
v(KMnO4)＝_____________________________。

（3）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该小组同学提出的假设是____________________________________。

②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管
中加入少
量固体
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
4 3.0 2.0 3.0 2.0________t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_________________________。

【答案】其他条件相同时，增大KMnO4浓度(或反应物浓度)，反应速率增大 1.5 × 10－2 mol·L－1·min－1生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2＋对该反应有催化作用) MnSO4与实验1比较，溶液褪色所需时间短[或所用时间(t)小于4 min及其他合理答案] 【详解】
（1）根据表中数据可知，其他条件相同时(控制变量法)，增大KMnO4浓度（反应物浓度），反应速率增大。

（2）反应中消耗高锰酸钾的浓度是0.2 mol/L×3mL÷10mL=0.06mol/L，所以
υ(KMnO4)=0.06mol/L÷4min=1.5 × 10－2mol / (L·min)。

（3）①由图2可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4（或Mn2+）为该反应的催化剂。

②要验证假设作对比实验4与与实验1比较，其它条件相同时加入MnSO4即可。

③与实验1比较，如果假设成立，则加入硫酸锰以后若反应加快，溶液褪色的时间小于4min，说明Mn2+是催化剂。

24．2
MnO是中学实验中的常用试剂。

实验1：甲同学设计图1装置探究硫和氯的非金属性相对强弱。