备战高考化学培优 易错 难题(含解析)之化学反应速率与化学平衡含答案

备战高考化学培优易错难题(含解析)之化学反应速率与化学平衡含答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。

（1）资料1：KI在该反应中的作用：
H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。

总反应的化学方程式是
________________。

（2）资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。

下列判断正确的是___________（填字母）。

a. 加入KI后改变了反应的路径
b. 加入KI后改变了总反应的能量变化
c. H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应
（3）实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。

再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。

资料3：I2也可催化H2O2的分解反应。

①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________，说明有I2生成。

②气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2浓度降低；ii. ________。

以下对照实验说明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。

A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。

观察到的现象是_____________。

（4）资料4：I－（aq）＋I2（aq）ƒI3－（aq） K＝640。

为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L－1 KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：
微粒I－I2I3－
浓度/（mol·L－1） 2.5×10－3a 4.0×10－3
①a＝__________。

②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是
________________。

【答案】2H2O2KI2H2O＋O2↑ a 下层溶液呈紫红色在水溶液中I2的浓度降低 A试管
中产生气泡明显变少；B 试管中产生气泡速率没有明显减小 32.510-⨯ 2c （I 2）＋c （I －）＋3c （I 3－）＜0.033mol ·L －1
【解析】
【分析】
（1）H 2O 2＋I －＝H 2O ＋IO －,H 2O 2＋IO －＝H 2O ＋O 2↑＋I －,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式。

（2）a. 加入KI 后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a 正确； b. 加入KI 后，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确；
c. 由图中可知，H 2O 2＋I －＝H 2O ＋IO －是吸热反应，c 不正确。

（3）①加CCl 4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I 2生成。

②气泡明显减少的原因可能是：i. H 2O 2浓度降低；ii. 在水溶液中I 2的浓度降低。

以下对照实验说明i 不是主要原因：向H 2O 2溶液中加入KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A 、B 两试管中。

A 试管加入CCl 4，B 试管不加CCl 4，分别振荡、静置。

观察到的现象是H 2O 2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。

（4）① 3
34.010K 6402.510a
--⨯==⨯⨯，由此可求出a 。

②该平衡体系中除了含有I －，I 2，I 3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中c (I -)=
10mL 0.1mol/L 0.033mol/L 30mL
⨯=，求出I －，I 2，I 3－中所含I 的浓度和，二者比较便可得到结论。

【详解】 （1）H 2O 2＋I －＝H 2O ＋IO －,H 2O 2＋IO －＝H 2O ＋O 2↑＋I －,把两式加和，即可得到总反应的化学方程式为2H 2O 2KI 2H 2O ＋O 2↑。

答案为：2H 2O 2KI 2H 2O ＋O 2↑；
（2）a. 加入KI 后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a 正确； b. 加入KI 后，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确；
c. 由图中可知，H 2O 2＋I －＝H 2O ＋IO －的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，c 不正确。

答案为：a ；
（3）①加CCl 4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I 2生成。

答案为：下层溶液呈紫红色；
②气泡明显减少的原因可能是：i. H 2O 2浓度降低；ii. 在水溶液中I 2的浓度降低。

以下对照实验说明i 不是主要原因：向H 2O 2溶液中加入KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A 、B 两试管中。

A 试管加入CCl 4，B 试管不加CCl 4，分别振荡、静置。

观察到的现象是H 2O 2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。

答案为：在水溶液中I 2的浓度降低；A 试管中产生气泡明显变少，B 试管中产生气泡速率没有明显减小；
（4）① 3
34.010K 6402.510a
--⨯==⨯⨯，由此可求出a=2.5×10-3mol/L 。

答案为：2.5×10-3； ②该平衡体系中除了含有I －，I 2，I 3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中，c (I -)=10mL 0.1mol/L 0.033mol/L 30mL
⨯=；现在溶液中，I －，I 2，I 3－中所含I 的浓度和为2c (I 2)
＋c(I－)＋3c(I3－)=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033，I不守恒，说明产物中还有含碘微粒。

答案为：2c(I2)＋c(I－)＋3c(I3－)<0.033mol·L－1。

【点睛】
在做探究实验前，要进行可能情况预测。

向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄，则表明生成了I2，加入CCl4且液体分层后，发现气泡逸出的速率明显变慢，CCl4与H2O2不反应，是什么原因导致生成O2的速率减慢？是c(H2O2)减小，还是c(I2)减小所致？于是我们自然想到设计对比实验进行验证。

2．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，是工业上重要的还原性漂白剂，也是重要的食品抗氧化剂。

某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。

已知：Na2S2O4是白色固体，还原性比Na2SO3强，易与酸反应（2S2O42-+4H+＝
3SO2↑+S↓+2H2O）。

（一）锌粉法
步骤1：按如图方式，温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，停止通入SO2，反应后得到ZnS2O4溶液。

步骤2：将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中，过滤，滤渣为Zn（OH）2，向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体。

步骤3：，经过滤，用乙醇洗涤，用120～140℃的热风干燥得到Na2S2O4。

（二）甲酸钠法
步骤4：按上图方式，将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na2CO3溶液和乙醇。

温度控制在70～83℃，持续通入SO2，维持溶液pH在4～6，经5～8小时充分反应后迅速降温45～55℃，立即析出无水Na2S2O4。

步骤5：经过滤，用乙醇洗涤，干燥得到Na2S2O4。

回答下列问题：
（1）步骤1容器中发生反应的化学方程式是______；容器中多孔球泡的作用是______。

（2）步骤2中“向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体”的原理是（用必要的化学用语和文字说明）______。

（3）两种方法中控制温度的加热方式是______。

（4）根据上述实验过程判断，Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为：______。

（5）甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。

（6）两种方法相比较，锌粉法产品纯度高，可能的原因是______。

（7）限用以下给出的试剂，设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4。

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液______。

【答案】H 2O +SO 2=H 2SO 3，Zn +2H 2SO 3=∆ZnS 2O 4+2H 2O 或Zn +2SO 2=∆ZnS 2O 4 增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率 溶液中存在：
Na 2S 2O 4(s )ƒNa 2S 2O 4(aq )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )[或
Na 2S 2O 4(s )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )]，增大c (Na +)，平衡向逆反应方向移动 水浴加热 Na 2S 2O 4在水中溶解度较大，在酒精中溶解度较小
2HCOONa +4SO 2+Na 2CO 3=2Na 2S 2O 4+H 2O +3CO 2 Zn (OH )2难溶于水，易与Na 2S 2O 4分离 取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl 2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na 2SO 4
【解析】
【分析】
合成保险粉的反应物为Zn 、SO 2、H 2O ，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH 在3～3.5时，停止通入SO 2，反应后得到ZnS 2O 4溶液，据此分析解答。

【详解】
（1）合成保险粉的反应物有Zn 、SO 2、H 2O ，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH 在3～3.5时，说明发生了：H 2O +SO 2=H 2SO 3反应，最后反应得到ZnS 2O 4溶液，说明又发生了：Zn +2H 2SO 3=∆ZnS 2O 4+2H 2O 反应，总过程也可以写成：Zn +2SO 2=∆
ZnS 2O 4，多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积，加快气体的吸收速率；
（2）溶液中存在：Na 2S 2O 4(s )ƒNa 2S 2O 4(aq )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )[或
Na 2S 2O 4(s )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )]，增大c (Na +)，平衡向逆反应方向移动，所以向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na 2S 2O 4•2H 2O 晶体；
（3）根据温度控制在40～45℃可知需要控制温度的加热方式一般是水浴加热； （4）根据步骤2中将得到的ZnS 2O 4溶液加入NaOH 溶液中，过滤，滤渣为Zn (OH )2，向滤液中加入食盐，才析出Na 2S 2O 4•2H 2O 晶体，可知Na 2S 2O 4在水中溶解度较大；根据步骤5析出的晶体用无水乙醇洗涤的目的是使晶体迅速干燥，避免溶解而减少损耗，可知其在酒精中溶解度较小；
（5）由题意可知甲酸钠、二氧化硫、碳酸钠反应生成Na 2S 2O 4，同时生成二氧化碳，反应的方程式为2HCOONa +4SO 2+Na 2CO 3=2Na 2S 2O 4+H 2O +3CO 2；
（6）锌粉法产品纯度高，可能的原因是Zn (OH )2难溶于水，易与Na 2S 2O 4分离； （7）设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na 2SO 4，要避免Na 2S 2O 4干扰，所以取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl 2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na 2SO 4。

3．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3Fe +转化为2Fe (+如图)
(1)Fe 3+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：查阅资料：
.SCN -ⅰ的化学性质与I -相似，2.2Cu 4I 2CuI (+-+=↓ⅱ
白色2)I + 实验方案 现象
结论 步骤1：取4mL ______ mol /L 4CuSO 溶液，向其中滴加3滴0.1mol /L KSCN 溶液 产生白
色沉淀
4CuSO 与KSCN 反应产生了白色沉淀
步骤2：取 ______ 无明显
现象 2Cu +与SCN -反应的离子方程式为______．
实验Ⅱ：将2Fe +转化为3Fe +
实验方案
现象 向3mL 0.1mol /L 4FeSO 溶液中加入
1mL 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：22Fe NO Fe(NO)(+++ƒ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：2Fe +与3HNO 反应； 反应Ⅱ：2Fe +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______．
【答案】3222Fe Cu 2Fe Cu ++++=+ 0.1 取44mL0.1mol /LFeSO 溶液，向其中滴加3滴0.1mol /LKSCN 溶液 ()222Cu 4SCN 2Cu SCN (SCN)+-+=↓+
23323Fe 4H NO 3Fe NO 2H O ++-+++=+↑+ 慢 取反应后的黄色溶液于试管中，向其
中加入几滴(]
36K [Fe CN)溶液或者4KMnO ，溶液无明显变化，说明反应I 是不可逆反应
2Fe +被硝酸氧化为3Fe +，导致溶液中2Fe +浓度降低，导致平衡22Fe NO Fe(NO)+++ƒ逆向移动，最终2Fe(NO)+
完全转化为3Fe +，溶液由棕色变为黄色
【解析】
【分析】
（1）Fe 3+与Cu 粉发生反应生成铜离子与亚铁离子；
（2）图1中得到溶液中Fe 2+为0.2mol/L ，Cu 2+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；由题目信息ii 可知，Cu 2+与SCN -反应生成CuSCN 沉淀，同时生成(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；
（4）①反应速率快的反应现象最先表现；
②反应中硝酸过量，若存在平衡，溶液中含有Fe 2+，否则没有Fe 2+，可以用K 3[Fe(CN)6]溶液检验；
③Fe 2+被硝酸氧化为Fe 3+，导致溶液中Fe 2+浓度降低，导致平衡发生移动，最终Fe(NO)2+完全转化为Fe 3+。

【详解】
（1）Fe 3+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：3222Fe Cu 2Fe Cu ++++=+，
故答案为：3222Fe Cu 2Fe Cu ++++=+；
（2）由反应3222Fe Cu 2Fe Cu ++++=+，可知图1中得到溶液中2Fe +为0.2mol /L ，2Cu +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44mL0.1mol /LCuSO 溶液，向其中滴加3滴0.1mol /LKSCN 溶液， 步骤2：取44mL0.1mol /LFeSO 溶液，向其中滴加3滴0.1mol /LKSCN 溶液， 由题目信息ii 可知，2Cu +与SCN -反应生成CuSCN 沉淀，同时生成2(SCN)，反应离子方程式为：222Cu 4SCN 2CuSCN (SCN)+-+=↓+，
故答案为：0.1；取44mL0.1mol /LFeSO 溶液，向其中滴加3滴0.1mol /LKSCN 溶液；222Cu 4SCN 2CuSCN (SCN)+-+=↓+；
（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：23323Fe
4H NO 3Fe NO 2H O ++-+++=+↑+， 故答案为：23323Fe 4H NO 3Fe NO 2H O ++-+++=+↑+；
（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2Fe +，否则没有2Fe +，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(]36K [Fe CN)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(]
36K [Fe CN)溶液，溶液无明显变化，说明反应I 是不可逆反应；
③Fe 2+被硝酸氧化为3Fe +，导致溶液中2Fe +浓度降低，导致平衡22Fe NO Fe(NO)+++ƒ逆向移动，最终2Fe(NO)+完全转化为3Fe +，溶液由棕色变为黄色，
故答案为：2Fe +被硝酸氧化为3Fe +，导致溶液中2Fe +浓度降低，导致平衡
22Fe NO Fe(NO)+++ƒ逆向移动，最终2Fe(NO)+完全转化为3Fe +，溶液由棕色变为黄色。

4．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关四环素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将CN －氧化的反应)
相关资料
①氰化物主要以CN －和[Fe(CN)6]3-两种形式存在
②Cu 2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂，Cu 2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。

③[Fe(CN)6]3-较CN －难被双氧水氧化，且pH 值越大，越稳定，越难被氧化。

实验过程 （1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)
实验
序号
实验目的 初始pH 废水样品体积/mL CuSO 4溶液的体积/mL 双氧水溶液的体积/mL 蒸馏水的体积/mL 1 为以下实验操作参
考
7 60 10 10 20 2 废水的初始pH 对破
氰反应速率的影响
12 60 10 10 20 3 ___ 7 60 ___ ___ 10
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN -表示)随时间变化关系如图所示。

（2）实验①中20～60min时间段反应速率：υ(CN-)=___mol•L-1•min-1。

（3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是__(填一点即可)，在偏碱性条件下，含氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO3-，同时放出NH3，试写出该反应的离子方程式___。

（4）该兴趣小组同学要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设计实验并验证上述结论，完成表2中内容。

(己知：废水中的CN-浓度可用离子色谱仪测定)___
【答案】双氧水的浓度对破氰反应速率的影响 10 20 0.0175 初始pH增大，催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀，影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大，[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化) CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-
【解析】
【分析】
(1)影响该反应的因素有溶液的pH以及双氧水的浓度，根据实验2实验目的确定实验3的实验目的，根据实验1的数据确定CuSO4溶液的体积和双氧水的体积；
(2)根据υ=
c
t
∆
∆
计算求解；
(3)根据pH越大，[Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，破氰反应速率减小，且pH较大时，溶液的碱性较强，铜离子可能形成氢氧化铜沉淀；根据氧化还原反应的规律书写离子方程式；
(4)要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，分别取温度相同、体积、浓度相同的含氰废水的试样两等份，滴加相同的过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的CN一浓度来做对比实验。

【详解】
(1)影响该反应的因素有溶液的pH以及双氧水的浓度，实验2的目的为废水的初始pH对破氰反应速率的影响，则实验3的目的为双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，其它量应不
变，CuSO4溶液的体积为10mL，而且总体积不变，蒸馏水的体积为10mL，所以双氧水的体积为20mL，故答案为：双氧水的浓度对破氰反应速率的影响；10；20；
(2)根据υ=c t
∆
∆
=
1.40.7
6020
-
-mol/(L•min)=0.0175mol•L
-1•min-1，故答案为：0.0175；
(3)pH越大，[Fe(CN)6]3-越稳定，越难被氧化，且铜离子可能生成氢氧化铜沉淀，所以破氰反应速率减小；因为氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO3-，其中的碳由+2价变成+4价，1mol转移2mol的电子，而过氧化氢1mol也转移2mol的电子，所以CN-和H2O2的物质的量之比为1∶1，所以反应的离子方程式为：CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-，故答案为：初始pH增大，催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀，影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大，[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化)；CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-；(4)要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，可以分别取温度相同、体积、浓度相同的含氰废水的试样两等份，滴加等体积、等浓度的过氧化氢溶液，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的CN-浓度，如果在相同时间内，甲试管中的CN-浓度小于乙试管中的CN-浓度，则Cu2+对双氧水破氰反应起催化作用，反之则不起催化作用，故答案为：
实验方案(不要求写出具体操作过程)预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两
支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧
水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜
粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支
试管中的CN-浓度
相同时间内，若甲试管中的CN-浓度小于
乙试管中的CN-浓度，则Cu2+对双氧水破
氰反应起催化作用；若两试管中的CN-浓
度相同，则Cu2+对双氧水破氰反应不起
催化作用
5．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。

请回答相关问题。

（1）定性分析：如图1可通过观察_______，定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3改为0.05 mol/L Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_______。

（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。

实验中需要测量的数据是_________。

（3）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示。

①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式________________。

②实验时放出气体的总体积是________mL。

③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：___＞___＞___＞___。

解释反应速率变化的原因___________________。

④H2O2的初始物质的量浓度是___________（请保留两位有效数字）。

【答案】产生气泡的快慢消除阴离子不同对实验的干扰产生40 mL气体所需的时间
2H2O22H2O+O2↑ 60 D C B A 随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢0.11 mol/L
【解析】
【详解】
⑴该反应中产生气体，所以可根据生成气泡的快慢判断；氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，答案为：两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以
根据v=
V
t
∆
∆
知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，答案为：分液漏斗，关
闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；产生40ml 气体所需要的时间。

⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；
①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：
2H2O22H2O+O2↑；
②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60 mL；
③根据图象结合v=
V
t
∆
∆
知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A；
反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，
④设双氧水的物质的量为x，
2H2O22H2O+O2↑
2mol 22.4L
x 0.06L
x=20.06
22.4
mol L
L
⨯
=0.0054mol，
所以其物质的量浓度=0.0054
0.05
mol
L
=0.11 mol·L-1，故答案为0.11 mol·L-1．
6．某小组研究了铜片与-1
3
5.6mol?L HNO反应的速率，实现现象记录如下表。

实验时间段现象
0~15min铜片表面出现极少气泡
15~25min铜片表面产生较多气泡，溶液呈很浅的蓝色
25~30min铜片表面均匀冒出大量气泡
30~50min铜片表面产生较少气泡，溶液蓝色明显变深，液面
上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素，小组进行如下实验。

实验I：监测上述反应过程中溶液温度的变化，所得曲线如下图。

实验II：②-④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、-1
3
5.6mol?L HNO。

结
果显示：32
Cu(NO)NO
、对Cu和
3
HNO反应速率的影响均不明显，
2
NO能明显加快该反应的速率。

实验III：在试管中加入铜片和-1
3
5.6mol?L HNO，当产生气泡较快时，取少量反应液于
试管中，检验后发现其中含有-
2
NO。

（1）根据表格中的现象，描述该反应的速率随时间的变化情况：____________。

（2）实验I的结论：温度升高___________（填“是”或“不是”）反应速率加快的主要
原因。

（3）实验II 的目的是：__________。

（4）小组同学查阅资料后推测：该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。

请结合实验II 、III ，在下图方框内填入相应的微粒符号①____②_____，以补全催化机理。

（5）为验证（4）中猜想，还需补充一个实验：__________（请写出操作和现象）。

【答案】反应速率先变快后变慢 不是 检验()322Cu NO NO NO 、、能否加快铜和硝酸
反应的速率 2NO 2NO -
在试管A B 、中均加入相同的铜片和等体积的1
5.6mol L -g 硝
酸，向B 中加入2NaNO 固体，产生气泡的速率B 比A 快。

【解析】 【分析】
（1）表格中的现象变化：极少气泡→较多气泡→大量气泡→较少气泡； （2）5—30min ，温度不变，但是15—30min ，反应速率加快；
（3）实验II 结论：32Cu(NO )NO 、对Cu 和3HNO 反应速率的影响均不明显，2NO 能明显加快该反应的速率；
（4）结合实验II 与实验III ，实验II ：可知2NO 能明显加快该反应的速率。

实验III ：发现其中含有-2NO 。

再根据化合价的升降可判断； （5）中间产物为-
2NO ； 【详解】
（1）根据表格中的气泡多少的现象，可知该反应的速率随时间的变化情况：反应速率先变快后变慢；
（2）由分析可知，温度不变时反应速率却加快，故温度升高不是反应速率加快的主要原因；
（3）由分析可知，实验II 的目的是：检验322Cu(NO )NO NO 、、能否加快铜和硝酸反应的速率；
（4）Cu → Cu 2+，化合价升高，则①→②的化合价降低，故①为2NO ，②为-2NO ； （5）验证中间产物-2NO 加快了反应速率，则可以在试管A B 、中均加入相同的铜片和等体积的-1
5.6mol?L 硝酸，向B 中加入2NaNO 固体，产生气泡的速率B 比A 快。

7．某研究性学习小组利用H 2C 2O 4溶液和酸性KMnO 4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
实验温
参加反应的物质
溶液颜色
验
序
号
度/K KMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2O褪至无色
时所需时
间/s
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。

【详解】
(1)实验A、B，从表中数据可知改变的条件是H2C2O4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V1=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T1=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，t1＜8s，C组实验的反应速率v(KMnO4)=
1
1
0.02mol/L
3
t s
=
1
0.02
3t mol•L
-1•s-1；
(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，可说明生成的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。

8．三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]•xH2O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（K3[Fe(C2O4)3]）=437g/mol。

本实验以(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O（硫酸亚铁铵晶体）为原料，加入草酸（H2C2O4）制得草酸亚铁（FeC2O4）后，在过量的草酸根（C2O42-）部分实验过程如下：
（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：______（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
（K3[Fe(C2O4)3]•xH2O）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H2SO4，用浓度为0.05000mol•L-1的KMnO4标准溶液进行滴定。

其中，最合理的是______（选填 a、b）。

由如图KMnO4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
×。