2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点含答案解析

2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡的综合热点考点难点含答案解析
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．化学学习小组进行如下实验。

[探究反应速率的影响因素]设计了如下的方案并记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。

限选试剂和仪器：0.20 mol·L-1H2C2O4溶液、0.010 mol·L-1KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
物理量V(0.20 mol·L-1
H2C2O4溶液)/mL
V（蒸馏水）/mL
V（0.010 mol·L-1
KMnO4溶液）/mL
T/℃乙
① 2.00 4.050
② 2.00 4.025
③ 1.00 4.025
(1)上述实验①、②是探究__________对化学反应速率的影响；若上述实验②、③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为_____________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写___________ 。

[测定H2C2O4·x H2O 中x值] 已知：M(H2C2O4)=90 g·mol-1
①称取 1.260 g 纯草酸晶体，将其酸制成 100.00 mL 水溶液为待测液；
②取 25.00mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适的稀H2SO4；
③用浓度为 0.05 000 mol·L-1的 KMnO4标准溶液进行滴定。

(2)请写出与滴定有关反应的离子方程式_________________________________________。

(3)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如下，最合理的是________ (选填 a、b)。

(4)由图可知消耗KMnO4溶液体积为__________________________________________mL。

(5)滴定过程中眼睛应注视________________________。

(6)通过上述数据，求得x= ____ 。

以标准KMnO4溶液滴定样品溶液的浓度，未用标准
KMnO4溶液润洗滴定管，引起实验结果________(偏大、偏小或没有影响) 。

【答案】温度 1.0 溶液褪色时间/s 5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O b 20.00 锥形瓶中颜色变色 2 偏小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）探究影响化学反应速率因素，要求其他条件不变，即①②探究温度对化学反应速率的影响；混合溶液的总体积都是6.0mL，因此a=1.0；反应的快慢是通过酸性高锰酸钾溶液的褪色快慢来确定的，因此乙中要测定的物理量是溶液褪色时间，单位为s；
（2）草酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，把C转化成CO2，本身被还原成Mn2＋，
根据化合价升降法，进行配平，因此离子反应方程式为：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O；
（3）酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物质，碱式滴定管只能盛放碱性溶液，即b正确；（4）滴定前刻度为0.90ml，滴定后刻度是20.90ml，消耗高锰酸钾的体积为(20.90－
0.90)mL=20.00mL；
(5)滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化；
(6)100mL溶液中草酸物质的量为20×10－3×0.05×5×100/(2×25)mol=0.01mol，1.260÷(90＋
18x)=0.01，解得x=2；未用待盛液润洗滴定管，稀释标准液，消耗高锰酸钾体积增大，草
酸的质量增大，x偏小。

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： Cu 2++ SCN -= CuSCN↓+ (SCN)2__
③结合上述过程以及Fe(SCN)3⇌Fe 3++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Br 2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NO 2，要用CO 2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K 2弹簧夹，从K 2处的橡胶管向装置中通入CO 2，此时K 1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t 1、t 2、t 3；收集气体体积V 1、V 2．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
①
a
V
25
t 1
V 1
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)。

5．高锰酸钾具有强氧化性，广泛用于化工、医药、采矿、金属治炼及环境保护领域等。

KMnO4的制备是以二氧化锰(MnO2)为原料，在强碱性介质中被氧化生成墨绿色的锰酸钾(K2MnO4)；然后在一定pH下K2MnO4歧化生成紫色KMnO4。

回答下列问题
(1)K2MnO4的制备
(2)KMnO4的制备
趁热向K2MnO4溶液中加入1 mol/L H3PO4溶液，直至K2MnO4全部歧化，判断全部歧化的方法是用玻璃棒蘸取溶液于滤纸上，现象为_________________________。

然后趁热过滤，将滤液倒入蒸发皿中加热到液面出现晶膜，充分冷却后过滤，在80℃烘箱中干燥3h，不选用更高温度的原因是_____________________________。

(3)产品分析
i.不同pH下产品中KMnO4含量
从表格中数据分析，在歧化时选择溶液的最佳pH是________________。

ii.利用H2C2O4标准溶液测定KMnO4的纯度。

测定步骤如下：
①溶液配制：称取1.000g的KMnO4固体样品，放入_____________中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线。

②滴定：移取25 mLKMnO4溶液于锥形瓶中，加少量硫酸酸化，用0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液滴定，发生反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10C02＋8H2O，当溶液紫色褪色且半分钟内不变色即为终点，平行滴定3次，H2C2O4溶液的平均用量为23.90mL，则样品纯度为_______________％(保留1位小数)。

【答案】瓷坩埚中的SiO2与KOH反应使MnO2充分反应，提高其转化率或者利用率呈现紫色，而不是墨绿色防止KMnO4受热分解 11.45 烧杯 84.6%
【解析】
【分析】
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，是酸性氧化物，能和碱反应；
②分多次加入3gMnO2固体，可提高原料利用率；
(2) 根据“K2MnO4溶液显绿色”可知，如果该歧化反应结束，则反应后的溶液不会显示绿色；KMnO4在加热条件下分解生成K2MnO4；
(3) i.分析表中数据选择产品中KMnO4质量分数最高时对应溶液的pH；
ii.①溶液配制时固体溶解在烧杯中进行；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋
10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×2 5
=1.3348×10-3mol，据
此计算样品纯度。

【详解】
(1) ①瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应
SiO2+2KOH K2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚；
②为使MnO2充分反应，提高其转化率，加入MnO2时可分批加入，而不一次性加入；
(2) 由于K2MnO4溶液显绿色，所以用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上，若滤纸上只有紫红色痕迹，无绿色痕迹，表明反应已歧化完全；晶体烘干时应控制温度不超过80℃，以防止KMnO4受热分解；
(3) i.由表中数据可知，歧化时选择溶液的pH为11.45时所得产品的质量最高，产品中KMnO4质量分数的最高，故控制溶液的最佳pH是11.45；
ii.①配制KMnO4溶液时，称取的KMnO4固体样品，应放入烧杯中溶解，然后冷至室温后全部转移到100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度线；
②滴定时消耗23.90mL0.1400mol/L的H2C2O4标准溶液，则参加反应的H2C2O4的物质的量为0.0239L×0.1400mol/L=3.346×10-3mol，根据反应：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋
10CO2＋8H2O可知参加反应的KMnO4的物质的量为3.346×10-3mol×
2
5
=1.3348×10-3mol，则样品纯度=
3
100mL
1.334810mol158g/mol
25mL100%
1.00g
-
⨯⨯⨯
⨯≈84.6%。

6．三草酸合铁酸钾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
×
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．某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果（忽略溶液混合体积变化）。

限选试剂和仪器：0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。

物理量编号V（0.20
mol/L H2C2O4
溶液）/mL
V（蒸馏水）
/mL
V（0.010
mol/L酸性
KMnO4溶液）
/mL
m（MnSO4）
/g
T/℃乙
① 2.00 4.0050
② 2.00 4.0025
③ 1.5a 4.0025
④ 2.00 4.00.125
回答下列问题：
（1）KMnO4溶液用_______酸化（填名称）；写出上述反应的离子方程式：
________________；当有2mol KMnO4被还原时，生成的CO2的体积（标况下）为______；电子转移为_____mol；
（2）上述实验①②是探究____________对化学反应速率的影响；上述实验②④是探
__________对化学反应速率的影响。

若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为______________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是__________________。

（3）实验①中对“乙”重复测量三次，所得数值分别13.6，13.5，13.4。

忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝___________
（4）已知实验①50℃时c(MnO4-)～反应时间t的变化曲线如图。

若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出实验②25℃时c(MnO4-)～t的变化曲线示意图_______。

【答案】稀硫酸；2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O224L10温度催化剂
0.5溶液褪色所需时间 5.0×10－4mol·L－1·s－1
【解析】
【分析】
（1）因为高锰酸钾具有强氧化性，反应中高锰酸钾为氧化剂，草酸为还原剂；
（2）当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致；
（3）实验①中草酸过量，高锰酸钾完全反应；
（4）25℃时反应速率小于50℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50℃时小。

【详解】
（1）因为高锰酸钾具有强氧化性，酸性高锰酸钾是用稀硫酸酸化的，H2SO4、KMnO4与H2C2O2发生反应，KMnO4被还原为MnSO4，化合价降低5价，H2C2O2被氧化为CO2，每个C原子的化合价升高1价，1个H2C2O2升高2价，则高锰酸钾与草酸计量数之比为2：5，根据原子守恒配平可得：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4═10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O；由方程式可知当有
2molKMnO4被还原时，反应转移10mol电子，生成10molCO2，标况下体积为224L，故答案
为：稀硫酸；5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4═10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O；224；10；
（2）当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，通过比较实验①②的反应条件可知，实验①②可探究温度对反应速率的影响；其他条件相同，④中加了MnSO4固体，锰离子对该反应起催化作用，则②④探究的是催化剂对反应速率的影响；实验②③中的H2C2O4溶液的加入体积不同，故要探究H2C2O4溶液浓度不同对反应速率的影响，但反应体积溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积均为6.0mL，则a的值为0.5；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液褪色时间的长短，故要测量的物理量是溶液褪色的时间，故答案为：温度；催化剂；0.5；溶液褪色所需时间；
（3）实验①中草酸的物质的量为0.20 mol/L×0.002L=0.0004mol，高锰酸钾的物质的量为0.010 mol/L×0.004L=0.00008mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0004mol：0.00008mol=5：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为0.00008mol/0.006L=2/3×0.010mol/L，反应时间为（13.6+13.5+13.4）s/3=13.5s，则
v(KMnO4)＝（2/3×0.010mol/L）/13.5s≈5.0×10－4mol·L－1·s－1，故答案为：5.0×10－4 mol·L－1·s－1；
（4）25℃时反应速率小于50℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50℃时小，反应需要的时间大于50℃条件下需要的时间，据此画出25℃时c（MnO4-）～t的变化曲线示意图
为：，故答案为：。

【点睛】
本题考查了影响反应速率的因素的探究，考查氧化还原滴定原理与应用、探究影响速率的因素、对实验数据的处理等，理解实验原理是解题的关键，应注意的是当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致。

8．某化学课外小组通过实验探究化学反应速率和化学反应限度。

（1）实验一：探究温度和浓度对反应速率的影响
方案：在酸性溶液中，碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生反应生成碘（2IO3﹣+5SO32﹣+2H+═I2+5SO42﹣+H2O），生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。

实验序号0.01mol/L KIO3酸性溶液
（含淀粉）的体积/mL
0.01mol/L Na2SO3溶
液的体积/mL
水的体
积/mL
实验温
度/℃
出现蓝色
的时间/s
①55V10
②554025
③5V23525
则V1= mL，V2= mL．
（2）实验二：探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。

实验步骤：
ⅰ．向5mL0.1mol/L KI溶液中滴加5～6滴0.1mol/L FeCl3溶液，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙、丙三等份；
ⅱ．向甲中滴加CCl4，充分振荡；
ⅲ．向乙中滴加试剂X。

①写出KI和FeCl3反应的离子方程式：。

②步骤ⅲ中，试剂X是。

③步骤ⅱ和ⅲ中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCI、I2和FeCl2的反应存在一定的限度，该实验现象是：
ⅱ中。

ⅲ中。

【答案】（1）40；10
（2）①2I﹣+ 2 Fe3+ ⇌ I2+ 2Fe2+
②KSCN溶液
③溶液分层，下层为紫红色；溶液呈血红色
【解析】
试题分析：（1）①和②温度不同，应该时探究温度对速率的影响，因此浓度要求相同，即溶液的总体积相同，则V1+5+5=5+5+40，得V1=40；②和③温度相同，应该时探究浓度对速率的影响，图表中KIO3酸性溶液体积相同，可知是改变亚硫酸钠的浓度，为达到溶液体积相同，5+V2+35=5+5+40，得V2=10。

故答案为：40；10；
（2）①结合电子守恒，每生成1个I2转移2e-时，也生成2个Fe2+，再利用电荷守恒及原子守恒可得配平后的离子反应方程式：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+，
故答案为：2I﹣+2Fe3+ ⇌ I2+ 2Fe2+；
②利用KSCN溶液检验反应后的溶液里存在Fe3+，滴加KSCN溶液后若观察到溶液变红，可知溶液里存在Fe3+，否则不存在Fe3+。

故答案为：KSCN溶液；
③当ii中可观察到溶液分层，下层呈现紫红色是可知反应后的溶液里有I2，iii中滴加KSCN 溶液后可观察到溶液变血红色，可知溶液里存在Fe3+，由此可推出反应存在一定限度。

故答案为：溶液分层，下层为紫红色；溶液呈血红色。

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）：
(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．某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。

Ⅰ．已知：Na2S2O3 + H2 SO4 Na2SO4 + SO2↑+S↓+H2O，某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：
实验序号反应温度/℃
Na2S2O3溶液稀H2SO4H2O
V/mL c/(mol/L)V/mL c/(mol/L)V/mL
①2010.00.1010.00.500
②40V10.10V20.50V3
③20V40.10 4.00.50V5
123
（2）若V4=10.0，V5=6.0，则实验①、③可探究__________对反应速率的影响。

Ⅱ．利用反应：I2+2Na2S2O3 Na2S4O6+2NaI可定量测定硫代硫酸钠(Mr=158)的纯度，现在称取wg硫代硫酸钠固体样品，配成250 mL的溶液，取25．00 mL置于锥形瓶中，加入指示剂，用a mol/L的碘水滴定，消耗碘水b mL，则：
（3）滴定应选择的指示剂是_________，滴定终点的现象为____________________
________________________。

（4）对于该滴定实验的有关操作或误差分析正确的是____________。

a．滴定前，要用对应装入的溶液润洗锥形瓶和滴定管
b．滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外，会使所测得的结果偏大
c．滴定开始时滴定管尖嘴有气泡，滴定结束后气泡消失，测得纯度将偏小
d．滴定前仰视读数而滴定结束时平视读数，则所测得的纯度将会偏小
（5）样品中硫代硫酸钠纯度的表达式为____________。

【答案】Ⅰ.（1） 10.0(1分) 0 (1分) （2）浓度 (2分)
Ⅱ.（3）淀粉(2分)溶液刚好出现蓝色，且半分钟不褪去(2分)
（4）b d (2分)（5）3.16ab
w
×100%(2分)
【解析】
试题分析：Ⅰ、（1）由表中所给数据可知：实验①、②温度不同故实验①、②则是探究温度对反应速率影响，则V1=10.0ml，V2=10.0ml；V3=0ml；（2）实验①、③温度相同，所取稀硫酸量不同，故实验①、③则是探究浓度对反应速率影响；
Ⅱ、（3）淀粉遇碘变蓝，故应用淀粉作指示剂；滴定终点现象为：溶液刚好出现蓝色，且半分钟不褪去；
（4）a、锥形瓶不应润洗，若用待装液润洗，则会导致消耗碘水体积偏大，故所配溶液浓度偏大，a项错误；b．滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外，则会导致所读体积偏大，会使所测结果偏大，b正确；c．滴定管在滴定开始时尖嘴有气泡，滴定完成后气泡消失，则会使消耗溶液体积偏大，故会使最终结果偏高，c错误；d．滴定前仰视读数而滴定结束时俯。