2020-2021备战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及答案解析

2020-2021备战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及
答案解析
一、化学反应速率与化学平衡
1．某课外活动小组对“外界条件对铜与稀硝酸反应速率的影响”作了如下探究．
（1）现有以下仪器和用品：橡胶管、秒表、温度计、amol/L稀硝酸、bmol/L稀硝酸及下图中仪器．
①写出本实验的化学方程式，并标出电子转方向和数目：__________________________．
②设计实验方案：在_________________下，测定________________________________．
③在答卷的图中将A、B、C、D、几处用橡胶管以正确方式连接起来，以测定反应所产生气体的体积（三个容器中的液体和水都已画出）_______________．
④测定前，为避免NO被氧化为NO2，要用CO2排出锥形瓶和橡胶管中的空气：在锥形瓶中加入铜片后松开K2弹簧夹，从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，此时K1处应进行的操作是____________，则空气已排尽．
（2）注入稀硝酸后，在给定条件下设计实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响：温度25℃、50℃；时间t1、t2、t3；收集气体体积V1、V2．请完成下表：____________
实验编号稀硝酸的浓度
/(mol/L)
稀硝酸的体
积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①a V25t1V1
②V
③V
【答案】相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）
松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止
实验编号稀硝酸的浓度
/(mol/L)
稀硝酸的体
积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①a V25t1V1
②b V25t1(或t2)V2(或V1)
③a(或b)V50t2(或t1)V1(或V2)
(只要组合体现唯一变量、时间同则气体体积不同；时间不同则气体体积相同，均给分) 【解析】
【详解】
（1）①因铜失去电子，HNO3得到电子，铜作还原剂被氧化，而稀硝酸中的氮元素被还原为NO，化学方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；电子转移方向和数目用单
线桥表示为；
②从所给的药品和仪器可知，本实验可以探究硝酸浓度的不同或温度的不同对反应速率的影响，而要探究一个影响因素，则必须保持其他影响因素一致，故若探究硝酸浓度对反应速率的影响，则温度相同，反之，若温度不同，则硝酸浓度相同；测定反应速率的快慢，可以通过测定相同时间内产生气体体积或产生相同体积的气体所需的时间来进行，故答案为：相同稀硝酸浓度、不同温度（或相同温度、不同稀硝酸浓度）；相同时间内产生气体体积（或产生相同体积的气体所需的时间）；
③根据题意可知，此装置应为排水量气装置，而D为反应的发生装置，生成的气体通过软管进入量气管，将其中的水排出，即量气管起排水量气的作用，排出的水进入贮水管，而
贮水管起到贮水的作用，故橡胶软管的应D接C接B接A ，故图为：；
④由于量气管起到收集NO的作用，故要将锥形瓶到量气管间的空气排干净，从K2处的橡胶管向装置中通入CO2，松开K1弹簧夹，在K1处接盛有澄清石灰水的烧杯，直到石灰水变浑浊时为止，故答案为：松开K1弹簧夹，接导管通入澄清石灰水至出现白色浑浊为止；（2）要设计实验探究浓度对化学反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的影响因素一致，故若②的稀硝酸的浓度为b，则应保持温度与①的相同即25℃，而由于稀硝酸的浓度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2；既然①②对比试验探究的是浓度的不同对反应速率的影响，则①③探究的是温度的不同对反应速率的影响，故③中温度应为50℃，则稀硝酸的浓度应为a，而由于温度不同，故反应速率不同，则在相同的时间段内，收集到的其他的体积要不同，即时间为t1，则收集到的气体体积应为V2；或收集相同体积的气体时，所需的时间不同，即收集到的气体体积也为V1，但所需时间为t2，故答案为：
实验编号稀硝酸的浓度
/(mol/L)
稀硝酸的体
积/mL
温度
/℃
时间
/min
收集气体
的体积/mL
①a V25t1V1
②b V25t1(或t2)V2(或V1)
③a(或b)V50t2(或t1)V1(或V2)。

2．为探讨浓度对化学平衡的影响，某同学对可逆反应“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 △H＜0”按下图所示步骤进行了一系列实验。

说明：0.005 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液颜色接近于无色。

（1）实验中要待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，才能进行实验Ⅱ，目的是_____________。

（2）实验Ⅱ中，ⅰ的现象是______________，该实验证明_____________________。

（3）实验Ⅱ中，ⅲ的化学平衡向________移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”）；ⅲ的现象是溶液变浅，该现象___________（填“能”或“不能”）说明化学平衡发生移动。

如果前一空填“能”，则下一空不填；如果前一空填“不能”，则ⅲ的目的是___________。

（4）实验Ⅱ中，ⅱ的现象是_______________，即能证明增大生成物浓度化学平衡发生了逆向移动。

（5）除了上图中的方法外，若要使该可逆反应的化学平衡逆向移动，还可以采用的方法有_______。

【答案】反应达平衡状态生成黄色沉淀，溶液颜色变浅反应物浓度减小，平衡向逆反应方向移动逆反应方向不能为实验ⅱ做参照溶液颜色变得比ⅲ更浅加热（加入浓碘水）
【解析】
【分析】
本实验的目的是探讨可逆反应 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 2 △H＜0中浓度对化学平衡的影响。

【详解】
（1）实验中要待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时，即反应达化学平衡状态时，才能进行实验Ⅱ；
（2）实验Ⅱ中，ⅰ中为Ag+与I－的反应，现象是生成黄色沉淀，溶液颜色变浅。

证明反应物浓度减小，平衡向逆反应方向移动；
（3）实验Ⅱ中，ⅲ的化学平衡向逆反应方向移动；ⅲ的溶液变浅，并不能说明化学平衡发生移动，因为加水稀释，使溶液中各离子浓度降低；ⅲ的目的是为实验ⅱ做参照；
（4）实验Ⅱ中，ⅱ的溶液颜色变得比ⅲ更浅，即能证明增大生成物浓度化学平衡发生了逆向移动；
（5）若要使该可逆反应的化学平衡逆向移动，还可以采用的方法有加热或者加入浓碘水。

3．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。

设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4)：
甲组：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。

某同学
进行实验，其中A、B的成分见表：
（1）该反应的离子方程式为____；
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
（2）X=___，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____。

（3）在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。

某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做3号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果如表：
结合实验目的与表中数据，你得出的结论是____。

（4）从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是____的影响。

若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是___。

a.硫酸钾
b.水
c.氯化锰
d.硫酸锰
【答案】5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 5 H2C2O4的量太少，KMnO4过量
反应速率加快不是温度的影响催化剂 d
【解析】
【详解】
（1）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水,该反应的离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O；
（2）为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为
20，则X=20-10-5=5；环境表中数据可知H2C2O4的量太少，KMnO4过量，所以4号实验中始终没有观察到溶液褪色；
（3）根据表中数据知，20s时温度不最高，但20s前突然褪色，说明温度不是反应速率突然加快的原因；
（4）KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰，锰离子有催化作用，所以猜想还可能是催化剂的作用，要想验证锰离子的催化作用，在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可，答案选d。

【点睛】
锰离子对于高锰酸钾和草酸的反应具有催化作用，在人教版选修四提到过，应该熟记以便于以后的应用。

4．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：SO 32-+2H +
=SO 2↑+H 2O ，c 装置为Na 2S 2O 3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：Na 2S +SO 2+H 2O =H 2S +Na 2SO 3，SO 2+2H 2S =3S ↓+2H 2O ，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SO 2生成速率；
(4)硫代硫酸钠遇酸易分解，若通入的SO 2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Na 2SO 4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BaCl 2溶液，若出现沉淀则说明含有Na 2SO 4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Fe 2+生成，可判断为Fe 3+被S 2O 32-还原为Fe 2+；混合后溶液先变成紫黑色，30s 后溶液几乎变为无色，说明Fe 3++3S 2O 32-Fe (S 2O 3)33-反应速率较Fe 3+和S 2O 32-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Fe 3+
与S 2O 32−氧化还原反应的程度大，导致Fe 3++3S 2O 32
-Fe (S 2O 3)33-(紫黑色)平衡逆移，最
终溶液几乎无色；
(7)同浓度氧化性：Ag +
>Fe 3+
，但实验②未发生Ag +
与S 2O 32-
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S 2O 32−生成稳定
的配合物，浓度降低，Ag +
的氧化性和S 2O 32−的还原性减弱；
(8)Ag 2S 2O 3中S 元素化合价为+2价，生成的Ag 2S 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H 2SO 3，能被Ag +继续氧化，则氧化产物应为H 2SO 4，结合原子守恒可知，另一种反应物应为H 2O ，发生反应的化学方程式为Ag 2S 2O 3+H 2O =Ag 2S +H 2SO 4；
(9)结合实验①、②、③可知，Na 2S 2O 3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。

5．二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。

我国主要以贫菱锰矿（有效成分为
3MnCO ）为原料，通过热解法进行生产。

（1）碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行： i.()()()1321MnCO s MnO s CO g H a kJ mol -+∆=+僩 ii. ()()()
122222MnO s O g MnO s H b kJ mol -+∆=+僩
①反应i 的化学平衡常数表达式K =___________。

②焙烧3MnCO 制取2MnO 的热化学方程式是_________________。

（2）焙烧（装置如图1）时持续通入空气，并不断抽气的目的是________________。

（3）在其他条件不变时，某科研团队对影响3MnCO 转化率的生产条件进行了研究，结果如图2、图3所示。

①图2是在常压（0.1MPa ）下的研究结果，请在图2中用虚线画出10MPa 下3MnCO 转化率与反应温度的关系图______。

②常压下，要提高3MnCO 的转化率，应选择的生产条件是____________焙烧68h :。

③图3中，焙烧8h 时，3MnCO 的转化率：干空气<湿空气，原因是______________。

【答案】()2c CO
()()()()()132222222MnCO s O g MnO s CO g H a b kJ mol -++∆=++僩 保持2
O 的浓度，降低2CO 的浓度，使平衡正向移动，提高碳酸锰的转化率
湿空气中，0350C 左右 干空气中没有催化剂，反
应速率比湿空气中慢，8h 时未达到平衡。

【解析】 【分析】
（1）考查平衡常数表达式以及盖斯定律； （2）焙烧时持续通入空气，并不断抽气的目的可以从
32222MnCO (s)+O (g)2MnO (s)+2CO (g)ƒ的平衡正向移动入手；
（3）增压32222MnCO (s)+O (g)2MnO (s)+2CO (g)ƒ平衡逆向移动。

未达到平衡的某
个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。

【详解】
（1）①固体不写进平衡常数表达式，故K=2
c(CO )； ②热化学方程式i 扩大倍数2，再加上方程式ii ，可得到焙烧3MnCO 制取2MnO 的热化学方程式-132222MnCO (s)+O (g)2MnO (s)+2CO (g)ΔH=+(2a+b)kJ?mol ƒ
；
（2）焙烧时持续通入空气，并不断抽气分离出CO 2，
32222MnCO (s)+O (g)2MnO (s)+2CO (g)ƒ的平衡会正向移动，故答案为保持2O 的浓
度，降低2CO 的浓度，使平衡正向移动，提高碳酸锰的转化率； （3）①增压32222MnCO (s)+O (g)2MnO (s)+2CO (g)ƒ平衡逆向移动，相同温度条件
下物质转化率降低，则作图为：
；
②结合图2和图3，湿空气中，0350C 左右，焙烧368h MnCO ，的转化率较高； ③8h 时干空气中未达到平衡，物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到，故答案为干空气中没有催化剂，反应速率比湿空气中慢，8h 时未达到平衡。

6．毒重石的主要成分BaCO 3（含Ca 2+
、Mg 2+
、Fe 3+
等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl 2•2H 2O 的流程如下：
（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是____________________。

实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的______________。

a ．烧杯 b ．容量瓶 c ．玻璃棒 d ．滴定管
（2）加入NH 3•H 2O 调节pH=8可除去_____（填离子符号），滤渣Ⅱ中含______（填化学式）。

加入H 2C 2O 4时应避免过量，原因是_________________。

已知：K sp （BaC 2O 4）=1.6×10﹣7，K sp （CaC 2O 4）=2.3×10﹣9
Ca 2+ Mg 2+ Fe 3+ 开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
（3）利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。

已知：2CrO42﹣+2H+═Cr2O72﹣+H2O Ba2++CrO42﹣═BaCrO4↓
步骤Ⅰ：移取x ml一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol•L﹣1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加的盐酸体积为V0 mL。

步骤Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol•L﹣1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。

滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的______________（填“上方”或“下方”）。

BaCl2溶液的浓度为______________mol•L-1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将______________（填“偏大”或“偏小”）。

【答案】增大接触面积从而使反应速率加快 ac Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会
导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少上方
()
b V0V1
y
-
偏大
【解析】
【分析】
制备BaCl2•2H2O的流程：毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），向其中加盐酸溶解，碳酸钡和盐酸反应：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，然后加入氨水，调节溶液的pH为8，由于Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，此时只有Fe3+完全沉淀，所以滤渣1为Fe(OH)3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，再加入氢氧化钠溶液调节pH=12.5，Ca2+完全沉淀时的pH为13.9，Mg2+完全沉淀时的pH为11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，然后再加入H2C2O4，得到CaC2O4沉淀，除去Ca2+，将滤液蒸发浓缩冷却结晶可得到BaCl2•2H2O。

(1)可以通过增大固体反应物的接触面积方法增大反应速率；根据配制物质的量浓度溶液的要求确定需要使用的仪器；
(2)根据流程图和表中数据分析加入NH3•H2O调节pH=8，利用不同金属阳离子形成沉淀的pH的不同，确定沉淀的成分及去除的离子；结合加入H2C2O4的量的多少，分析发生的反应及造成的影响；
(3)根据滴定管的构造分析0刻度在滴定管的位置；利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行，根据反应中物质的相应量的关系，计算出BaCl2溶液的浓度；然后根据操作分析消耗标准溶液的体积多少，判断误差，据此判断。

【详解】
(1)毒重石是固体物质，由于化学反应的速率与反应物的接触面积有关，所以可以将毒重石在用盐酸浸取前充分研磨的方法，增大反应物的接触面积，提高反应速率；在实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，需先计算出浓盐酸的体积和水的体积，用量筒量取；浓盐酸
稀释为稀盐酸，需用烧杯作为容器，并用玻璃棒搅拌加速溶解，所以除量筒外还需使用量筒、玻璃棒，选项是ac；
(2)根据流程图和表中数据可知：Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，加入氨水，调节溶液的pH 为8，发生反应：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，Fe3+完全沉淀，滤渣1为Fe(OH)3；加入氢氧化钠调节pH=12.5，由于Ca2+完全沉淀时的pH为13.9，Mg2+完全沉淀时的pH为11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2，溶液中主要含
Ca2+、Ba2+，Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9，易形成CaC2O4沉淀，加入H2C2O4时应避免过量，防止CaC2O4沉淀完全后，过量的H2C2O4会导致生成BaC2O4沉淀，使产品的产量减少；
(3)无论酸式还是碱式滴定管，0刻度都位于滴定管的上方；步骤Ⅱ：待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol/L盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL，则发生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O 的盐酸的物质的量为：V1×10-3×bmol，步骤Ⅰ：用bmol/L盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL，加入的总盐酸的物质的量：V0×10-
3×bmol，Ba2++CrO42-═BaCrO4↓，与Ba2+反应的CrO42-的物质的量为V0×10-3×bmol-V1×10-
3×bmol=(V0-V1)b×10-3mol，步骤Ⅱ：移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，所以BaCl2溶液的浓度
为：c(BaCl2)=
()3
01
3
10
10
V V b
n
V y
-
-
-⨯
=
⨯
mol/L=
()
01
V V b
y
-
mol/L；若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少
量待测液溅出，则V1减小，使得Ba2+浓度测量值将偏大。

【点睛】
本题考查了实验室利用毒重石制备BaCl2•2H2O的设计方法，侧重考查影响反应速率的因素、实验基本操作、沉淀溶解平衡的应用等知识，实验步骤结合物质的性质分析是解答的关键。

7．钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。

钨在自然界主要以钨 (+6价) 酸盐的形式存在。

有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。

白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(FeWO4和MnWO4)，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。

已知：①CaWO4与碳酸钠共热发生复分解反应。

②钨在高温下可与焦炭(C)反应生成硬质合金碳化钨(WC)。

（1）74W在周期表的位置是第_______周期。

（2）写出黑钨矿中FeWO4与氢氧化钠，空气熔融时的化学反应方程式
________________________________；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式
_______________。

（3）工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。

理论上，等物质的量的CO、
H2、Al作还原剂，可得到W的质量之比为______。

用焦炭也能还原WO3，但用氢气更具有优点，其理由是_____________________________________。

（4）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。

下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时
K sp(CaWO4)＝_________(mol/L)2。

将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为_____________________________，T2时该反应的平衡常数为__________。

（5）工业上，可用电解法从碳化钨废料中回收钨。

碳化钨作阳极，不锈钢作阴极，盐酸为电解质溶液，阳极析出滤渣D并放出CO2。

写出阳极的电极反应式_______________。

【答案】六 4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O
CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4 2∶2∶3 焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气 1×10-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH-
1×103 mol/L WC－10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+
【解析】(1)W为74号元素，第五周期最后一种元素为56号，第六周期最后一种元素为84号，因此74号在元素周期表的第六周期，故答案为：六；
(2)FeWO4中的铁为+2价，与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化，反应的化学反应方程式为4 FeWO4+8NaOH+O 22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为CaWO4+Na2CO 3CaCO3+Na2WO4，故答案为：4
FeWO4+8NaOH+O 22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；CaWO4+Na2CO 3CaCO3+Na2WO4；
(3)工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。

理论上，1mol的CO、H2、Al作还原剂时，转移的电子分别为2mol，2mol，3mol，根据得失电子守恒，得到W的质量之比为2∶2∶3。

用焦炭也能还原WO3，但用氢气更具有优点，因为焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气，故答案为：2∶2∶3；焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气；
(4)根据图像，T1时K SP(CaWO4)=c(Ca2+)•c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-，T2时，C(OH-)=10-2mol/L，c(WO42-)=10-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即
K=
()
2
2
4
c OH
c WO
-
-
（）
=
()22
7
10
10
-
-
=1×103，故答案为：1×10-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1×103；
(5)电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+，故答案为：WC+6H2O-10e-
=H2WO4+CO2↑+10H+。

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。

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 2.0t
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。