2020-2021高考化学易错题精选-化学反应速率与化学平衡练习题及答案
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2020-2021高考化学易错题精选-化学反应速率与化学平衡练习题及答案
一、化学反应速率与化学平衡
1.某校化学课外兴趣小组为了探究影响化学反应速率的因素,做了以下实验。
(1)用三支试管各取5.0 mL、0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再分别滴入0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液,实验报告如下。
①实验1、3研究的是_________对反应速率的影响。
②表中V=_________mL。
(2)小组同学在进行(1)中各组实验时,均发现该反应开始时很慢,一段时间后速率会突然加快。
对此该小组的同学展开讨论:
①甲同学认为KMnO4与H2C2O4的反应放热,温度升高,速率加快。
②乙同学认为随着反应的进行,因_________,故速率加快。
(3)为比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学又分别设计了如图甲、乙所示的实验。
回答相关问题:
①装置乙中仪器A的名称为_________。
②定性分析:如图甲可通过观察反应产生气泡的快慢,定性比较得出结论。
有同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,其理由是____________________________________。
③定量分析:如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是_______________。
【答案】温度 4.0产物Mn2+可能对该反应具有催化作用分液漏斗控制阴离子相同,排除阴离子的干扰收集40mL气体所需时间
【解析】
【分析】
(1)①、②作对比实验分析,其他条件相同时,只有一个条件的改变对反应速率的影响;(2)探究反应过程中反应速率加快的原因,一般我们从反应放热,温度升高,另一个方面从反应产生的某种物质可能起到催化作用;
(3)比较Fe3+、Cu2+对H2O2分解的催化效果,阳离子不同,尽量让阴离子相同,减少阴离子不同造成的差别,催化效果可以从相同时间内收集气体体积的多少或者从收集相同体积的气体,所需时间的长短入手。
【详解】
(1)①实验1、3反应物物质的量浓度,但温度不同,所以反应速率不同是由温度不同导致的,故实验1、3研究的是温度对反应速率的影响;
②实验1、2研究的是H2C2O4的浓度对反应速率的影响,此时反应温度相同,KMnO4的浓度相同,故表中V=4.0mL
(2)随着反应的进行,生成的Mn2+的物质的量浓度逐渐增加,生成的Mn2+可能对反应有催化作用;
(3)①由仪器的构造,可知仪器A为分液漏斗;
②在探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,必须保证在其他的条件相同,所以将CuSO4改为CuCl2更为合理,可以避免由于阴离子不同造成的干扰;
③如图乙所示,实验时以收集到40 mL气体为准,忽略其他可能影响实验的因素,实验中需要测量的数据是时间,收集相同体积的气体,所需要的时间越少,反应速率越快。
【点睛】
本题通过保持其他外界条件一致而改变一个条件来探究温度、催化剂对反应速率的影响,综合性较强。
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
墨
阴、阳极均为石
墨
阴、阳极均为石
墨
阴极为石墨,
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Cr 2O72-(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-
27c(Cr O )减小,而2-
4c(CrO ) 增大,故
2-272-4c(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H 2SO 4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,CrO 42-转化为Cr 2O 72-,Cr 2O 72-可以在酸性条件下将I -氧化,而在碱性条件下,CrO 42-不能将I -氧化,说明+6价铬
盐氧化性强弱为:Cr 2O 72-大于CrO 42-;此过程中发生的氧化还原反应的离子方程式是Cr 2O 72-+6I -+14H +=2Cr 3++3I 2+7H 2O 。
(5)①实验ⅱ中,Cr 2O 72-在阴极上放电被还原为Cr 3+,硫酸提供了酸性环境,其电极反应式是Cr 2O 72-+6e -+14H +=2Cr 3++7H 2O 。
②由实验ⅲ中Fe 3+去除Cr 2O 72-的机理示意图可知,加入Fe 2(SO 4)3溶于水电离出Fe 3+,在直流电的作用下,阳离子向阴极定向移动,故Fe 3+
更易在阴极上得到电子被还原为Fe 2+
,Fe 2+
在酸性条件下把Cr 2O 72-还原为Cr 3+。
如此循环往复,Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+
,继续还原
Cr 2O 72-,Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-的去除率。
由此可知,实验iv 中Cr 2O 72-去除率提高较多的原因是:阳极Fe 失电子生成Fe 2+,Fe 2+与Cr 2O 72-在酸性条件下反应生成Fe 3+,Fe 3+在阴极得电子生成Fe 2+,继续还原Cr 2O 72-,故在阴阳两极附近均在大量的Fe 2+,Fe 2+循环利用提高了Cr 2O 72-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.黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS 2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150g ,在空气存在下进行煅烧,生成Cu 、Fe 3O 4和SO 2气体,实验后取d 中溶液的
置于锥形瓶中,用0.05mol/L 标准碘溶液进行滴定,初读数为
0.00mL ,终读数如图所示。
请回答下列问题:
(1)称量样品所用的仪器为_____,将样品研细后再反应,其目的是_______。
(2)装置a的作用是________。
a.有利于空气中氧气充分反应 b.除去空气中的水蒸气
c.有利于气体混合 d.有利于观察空气流速
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是___________。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为_________mL。
判断滴定已达终点的现象是
_______。
通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(5)若用右图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是____。
(填编号)
(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,假设实验操作均正确,可能的原因主要有____________________。
【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d 装置中,使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色,且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;BaSO3被氧化成BaSO4
【解析】
【分析】
(1)根据称量黄铜矿样品1.150g,选择精确度较高的仪器;将样品研细,增大了接触面积;
(2)浓硫酸可以将水除去,还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速;
(3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收;
(4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积,根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点;先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2~2SO2~2I2,再根据题中数据进行计算;
(5)图2中的②中通入二氧化硫,反应生成了硫酸钡沉淀,可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量;
(6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2,另外BaSO3易被空气中氧气氧化,这些原因均能引起测定误差。
【详解】
(1)由于称量黄铜矿样品1.150g,精确度达到了千分之一,应该选用电子天平进行称量,把黄铜矿样品研细,可以增大接触面积,从而提高反应速率,并且使黄铜矿充分反应;(2)装置a中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入反应装置b中发生危险,同时根据冒出的气泡的快慢来控制气体的通入量,故答案为bd;
(3)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物,分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气,可以将b、d装置中的二氧化硫全部排出去,使结果更加精确;
(4)根据滴定管的示数是上方小,下方大,可以读出滴定管示数是20.10mL,当达到滴定终点时,二氧化硫已经被碘单质消耗完毕,再滴入一滴碘单质,遇到淀粉会变蓝;根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式:CuFeS2~2SO2~2I2,消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.10mL 时,即消耗的碘单质的量为:0.05mol/L×0.0201L=0.00105mol,所以黄铜矿的质量是:
0.5×0.00105mol×184g/mol×10=0.9246g,所以其纯度是:0.9246g
1.15g
×100%=80.4%;
(5)由于图2中,②硝酸钡溶液中通入二氧化硫能够生成硫酸钡沉淀,过滤干燥后,根据硫酸钡的质量计算出二氧化硫的质量,故答案为②;
(6)将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度误差为+1%,在实验操作均正确的前提下,引起误差的可能原因主要有空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4。
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)。
5.影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L)。
设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表
实验步骤现象结论
①分别取等体积的2
mol/L的硫酸于试管中②反应速率Mg>Fe,Cu不反应
金属的性质越活泼,反应速率
越快
(1)甲同学表中实验步骤②为____________________
(2)甲同学的实验目的是:在相同的温度下,__________________________________。
实验二:乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是______________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是______________________;该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是_________________________。
【答案】分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg 研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间) Mg(或Fe)和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2,Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化
【解析】
【分析】
(1)要比较金属和稀硫酸的反应快慢,则应该使金属的形状和大小都是相同的,即分别投入形状、大小相同的Cu、Fe、Mg;
(2)根据步骤和现象,目的是探究金属(反应物)本身的性质与反应速率的关系;
(3)要定量研究,需要测定一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需要的时间);
(4)浓硫酸和金属反应不能生成氢气,而铜与稀硫酸又不反应,所以选择的药品是Mg (或Fe)、0.5ol/L硫酸和2mol/L硫酸。
常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2;Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。
【详解】
(1)根据表中的信息得出该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响,根据表中数据可知,硫酸的浓度相同,不同金属的规格应相同,故答案为:分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg;
(2)根据表中的信息可知该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响,故答案为:研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系;
(3)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,根据速率公式可知应该测定的实验数据是测定一定时间产生气体的体积或测定产生一定体积的气体所需时间,故答案为:一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间);
(4)由题意可知实验中应选用的实验药品是金属和酸,因浓硫酸和铁发生钝化现象而影响判断,所以完成该实验应选用的实验药品是Mg(或Fe)和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸;常温下,浓硫酸能够使Fe钝化, Mg发生氧化还原反应不生成氢气,而生成二氧化硫,不能判断影响化学反应速率的因素,故答案为:Mg(或Fe)和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸;常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2,Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。
6.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。
7.某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。
[实验一]配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的醋酸溶液,用0.2 mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。
回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、
________和________。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000 mol·L-1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
则该醋酸溶液的准确浓度为________(保留小数点后四位)。
[实验二]
探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下,回答下列问题:
(3)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度将
________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是:
______。
[实验三]探究温度对醋酸电离程度的影响
(5)请你设计一个实验完成该探究,请简述你的实验方案:
___________________________________。
【答案】胶头滴管250 mL容量瓶0.2000 mol·L-1增大0.010 0 mol·L-1醋酸的pH 大于2或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于1(或其他合理答案)用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH
【解析】
【分析】
实验一:(1)根据仪器的用途选取仪器,用胶头滴管定容,用250mL容量瓶配制溶液,(2)根据NaOH的体积,第3次数据显然误差较大,舍去;
实验二:(1)以0.1000mol/L、0.0100mol/L醋酸为例,设0.1000mol/L的醋酸溶液体积为1L,将其稀释至0.0100mol/L,体积变为10L,两溶液中H+的物质的量分别为:10-
2.88mol、10-2.38mol,可见溶液变稀,电离出的H+的物质的量增大;
【详解】
实验一:(1)根据仪器的用途选取仪器,用胶头滴管定容,用250mL容量瓶配制溶液,答案为:胶头滴管;250mL容量瓶;
(2)根据NaOH的体积,第3次数据显然误差较大,舍去;另外三次所用NaOH平均体积
为:mL=20.00mL,则氢氧化钠溶液平均浓度:
=0.2000mol/L,答案为:0.2000mol/L;
实验二:(1)以0.1000mol/L、0.0100mol/L醋酸为例,设0.1000mol/L的醋酸溶液体积为1L,将其稀释至0.0100mol/L,体积变为10L,两溶液中H+的物质的量分别为:10-
2.88mol、10-2.38mol,可见溶液变稀,电离出的H+的物质的量增大,说明醋酸的电离程度增大,答案为:增大;
(2)看每次测量值,H+浓度远小于醋酸的浓度,说明醋酸不完全电离;联系起来看,浓度为0.1000mol/L、0.0100mol/L及0.0010mol/L的醋酸,pH变化值小于1,所以醋酸是弱电解质,答案为:0.0100mol/L醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于1;实验三:探究温度对醋酸的电离程度的影响,应控制其他条件相同,只有温度存在差异的醋酸溶液,H+浓度有差异,能够对溶液中H+浓度区分度较好的仪器是pH计,答案为:用pH计(或pH试纸)测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH。
8.某实验小组以 H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号反应物催化剂
①10 mL 2% H2O2溶液无
②10 mL 5% H2O2溶液无
③10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol • L-1 FeCl3溶液
④10 mL 5% H2O2溶液+少量 HCl 溶液 1 mL 0.1 mol • L-1 FeCl3溶液
⑤10 mL 5% H2O2溶液+少量 NaOH溶液 1 mL 0.1 mol • L-1 FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_____。
(2)实验①和②的目的是_________。
实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示,通常条件下 H2O2稳定,不易分解。
为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_____。
(3)写出实验③的化学反应方程式:_____。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。
分析如图能够得出的实验结论是_____。
【答案】(1)降低了活化能(2分)
(2)探究浓度对反应速率的影响(2分)
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(2分)(3)2H2O2O2↑+2H2O(2分)
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率(2分)
【解析】
【详解】
(1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率,故答案为改变反应途径,降低了活化能;
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中),故答案为探究浓度对反应速率的影响;向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中);
(3)过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气,该反应为2H2O22H2O+O2↑,故答案为2H2O22H2O+O2↑;
(4)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,故答案为碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
9.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:
分析表中数据回答下列问题,
(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而____________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入_____g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确_______理由是_________________。
【答案】(1)加快(2)0.3(3)不正确从表中数据可知:相同体积3.0℅的双氧水中溶质的含量是1.5℅的双氧水中溶质的含量的2倍,但反应时间却比其反应时间的2倍要小很多。
由反应速率计算公式(ΔV=ΔC∕Δt)可得出:此实验条件下双氧水的浓度越大,分解速率越快。
【解析】。