2020-2021高考化学 化学反应速率与化学平衡 培优易错试卷练习(含答案)附答案

2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡培优易错试卷练习(含答案)附
答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．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。

2．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： Cu2++ SCN -= CuSCN↓+ (SCN)2__
③结合上述过程以及Fe(SCN)3⇌Fe3++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Br2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 -
=2Cu SCN↓+(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。

3．某小组拟用酸性KMnO 4溶液与H 2C 2O 4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 H 2C 2O 4溶液、0.010 mol/L KMnO 4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 H 2C 2O 4
溶液）/mL
V （蒸馏水）/mL V （0.010 mol/L 酸性KMnO 4溶液）/mL m （MnSO 4）/g T/℃ 乙 ① 2.0
0 4.0 0 50 ② 2.0
0 4.0 0 25 ③ 1.5
a 4.0 0 25 ④ 2.0 0 4.0 0.1 25 回答下列问题：
（1）KMnO 4溶液用_______酸化（填名称）；写出上述反应的离子方程式：________________；当有2mol KMnO 4被还原时，生成的CO 2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(KMnO 4)＝___________
（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； 2MnO 4－+5H 2C 2O 4+6H +＝2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O 224L 10 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。

4．某小组以醋酸为例探究弱酸的性质。

（1）实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。

①设计实验方案如下表，表中c =________ mol·L-1。

编号酸的种类酸的浓度/mol·L-1酸的体积/mL镁条质量/g
1醋酸 1.010 2.0
2盐酸c10 2.0
②实验步骤：a）检查装置（下图）的气密性后，添加药品；
b）反应开始后，___________________________(填写操作）；
c）将所记录的数据转化为曲线图（右图）。

③写出0～5min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律：____________。

（2）实验二：现有一瓶醋酸溶液，常温下测定其中醋酸的电离程度（已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比）。

设计实验方案，将待测物理量和对应的测定方法填写在下表中。

待测物理量测定方法
①__________量取25.00mL醋酸溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液装入碱式滴定管中，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．
②_________________________________________________
【答案】1.0 每隔1min记录一次生成H2的体积醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小醋酸溶液的
物质的量浓度 H+的物质的量浓度取适量醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液pH 【解析】
【分析】
（1）①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素保持一致，据此分析C的数值；
②据图可知，是要通过测量在相同的时间内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，据此分析反应开始后的操作；
③通过图象来分析单位时间内氢气的体积的变化可知醋酸、盐酸与镁条反应的速率的变化情况；
（2）醋酸的电离程度是已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比，故要求醋酸的电离程度，故应测出醋酸溶液的浓度和溶液中H+的浓度，据此分析。

①根据测定方法可知，此为酸碱中和滴定，可测出醋酸溶液的浓度；碱液应盛放在碱式滴定管中；
②由于①能测出醋酸溶液的浓度，故此步实验的目的是测量溶液中H+的浓度，而若较精确的测量溶液的pH，用pH计。

【详解】
（1）①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素保持一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故C也应为1.0mol/L，故答案为：1.0；
②据图可知，是要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔1min记录一次生成H2的体积，故答案为：每隔1min记录一次生成H2的体积；
③通过图象分析可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单位时间内生成的氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小，故答案为：醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显，盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小；（2）醋酸的电离程度是已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比，故要求醋酸的电离程度，故应测出醋酸溶液的浓度和溶液中H+的浓度。

①根据测定方法可知，此为酸碱中和滴定，所给的NaOH溶液是标准液，即醋酸是待测液，通过滴定，可测出醋酸溶液的浓度，故答案为：醋酸溶液的物质的量浓度；
②由于①能测出醋酸溶液的浓度，故此步实验的目的是测量溶液中H+的浓度，而若较精确的测量溶液的pH，应该用pH计，方法是取适量醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液pH，故答案为：H+的物质的量浓度；取适量醋酸溶液于烧杯中，用pH计测定溶液pH。

【点睛】
本题考查化学实验方案的设计，涉及了影响反应速率的因素、实验方案的设计以及图象问题等，注意探究实验设计的关键是变量唯一化。

5．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：
操作现象
甲向I的锥形瓶中加入______，向I的______中加入
30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞
I中产生无色气体并伴随大量白
雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅
速变蓝
乙向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精
灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L
H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯
Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
（2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是__________________________。

（3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________。

为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。

学生将I中产生的气体直接通入下列________溶液（填序号），证明了白雾中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氢硫酸 D．品红
（5）资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。

该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）_____________________造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确。

_________________________________________。

【答案】 MnO2固体分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性环境使用不同浓度的稀硫酸作对比实验 AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误
【解析】试题分析：由题中信息可知，可利用装置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固体制备
O2，或者选用装置Ⅱ和KMnO4固体制备O2，然后利用装置Ⅲ和0.1mol/L H2SO4溶液探究O2与KI溶液发生反应的条件。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：
操作现象
甲向I的锥形瓶中加入MnO2固体，向I的分液漏斗I中产生无色气体并伴随大量白
（2）丙实验中，根据实验现象可知，在酸性条件下，O2与KI溶液反应生成了碘，其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。

（3）对比乙、丙实验可知，乙实验中没有使用0.1mol/L H2SO4溶液、没有碘生成，故O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。

为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。

欲证明白雾中是否含有H2O2，根据其具既有还原性又有氧化性，可以将I中产生的气体直接通入酸性KMnO4 溶液或品红溶液中，若观察到酸性KMnO4 溶液褪色或品红溶液褪色，而O2不能使这两种溶液褪色，所以O2中有H2O2。

故应选择AD两种溶液。

O2也能与FeCl2 溶液、氢硫酸反应，故不能用于检验所以O2中是否有H2O2。

（5）资料显示：KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。

该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，说明I2可能与KOH发生了歧化反应，其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。

要证明这个猜想是否正确，可以利用I-和IO3-可以发生归中反应生成I2，设计实验方案检验I2，实验方案是：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。

点睛：本题以探究影响化学反应速率的因素的实验为载体，考查了实验方案的设计与评价，实验方案设计的一般要求、常见气体的制备方法、常见物质的检验方法等等。

要求学生要掌握控制变量法，能根据控制变量法设计实验方案，探究某个变量对事件的影响规律，掌握常见气体的制备方法，掌握常见物质的检验方法，并且能根据物质的组成特点选择合适的检验方法。

6．H2O2作为氧化剂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。

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甲、乙所示的实验。

请回答下列问题：
（1）定性分析：图甲可通过观察_______________________________________定性比较得出结论。

有同学提出将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，其理由是
_____________________________。

（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。

检查该装置气密性的方法是：关闭A的活塞，将注射器活塞向外拉出一段后松手，过一段时间后看__________________________，实验中需要测量的数据是
____________________________________________________。

（3）课本在研究浓度对反应速率影响的实验中，酸性高锰酸钾和弱酸草酸反应的离子方程式为____________________________________________________，反应开始一段时间后反应速率明显提升的原因是
_________________________________________________________________。

【答案】产生气泡的快慢阴离子相同更能说明铁离子和铜离子的催化效果注射器活塞是否复原生成40mL气体所需要的时间 5H2C2O4十2MnO4--+6H+ = 2Mn2+十10CO2↑十8H2O 反应生成锰离子起催化作用
【解析】（1）该反应中产生气体，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，硫酸铁和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰；
（2）结合乙图装置，该气密性的检查方法为：关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位；反应是通过反应速率分析的，根据
v=，所以，实验中需要测量的数据是时间（或收集一定体积的气体所需要的时间）；(3)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，反应速率提升的原因可能是反应中生成的Mn2+对该反应有催化效果。

点睛：综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。

具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？
②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。

③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。

④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。

⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。

⑥实验结论：直接结论或导出结论。

7．某研究性学习组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4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：
KMnO4溶液H2C2O4溶液H2O溶液褪色时间实验序号实验温度
V(mL)C(mol/L)V(mL)C(mol/L)V(mL)t(s)
A293K20.0240.10t1
B T120.0230.1V18
C313K20.02V20.11t2
（1）通过实验A、B，可探究出_______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）若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是______________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为____________。

（3）该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2+，写出相应反应的离子方程式
_________________________。

（4）该小组的一位同学通过查阅资料发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是_______________，相应的粒子最有可能是（填符号）_______。

【答案】浓度 1 293K BC 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3×10－
4mol/（L·s） 2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 作催化剂 Mn2＋
【解析】(1)实验A、B中KMnO4溶液的浓度相等，可探究出在相同温度下，H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响，其中V1=2mL+4mL-2mL-3mL=1mL，T1=293K；B和C实验中，V2=3mL时，两实验反应物的浓度均相同，可探究不同温度对化学反应速率的影响；
(2)因A中H2C2O4溶液浓度浓度比B中大，若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度
变化表示的反应速率为=8.3×10－4mol/(L·s)；
(3)反应中有无色无味气体CO2产生且锰被还原为Mn2+，则发生反应的离子方程式为
2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；
(4)KMnO4与H2C2O4反应后的溶液中出现了Mn2＋，Mn2＋可能是此反应的催化剂，促进了反应速率加快。

8．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。

光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为 Cr3+。

某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即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）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号初始pH
废水样品体积
/mL
草酸溶液体积
/mL
蒸馏水体积
/mL
①4601030
②5601030
③560____________________
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。

（2）上述反应后草酸被氧化为__________（填化学式）。

（3）实验①和②的结果表明______________________________________；实验①中0〜t1时间段反应速率v(Cr3+)=___________mol·L-1·min-1（用代数式表示）。

（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二：___________________________________；
假设三：___________________________________；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。

[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·A12(SO4)3·24H2O、A12(SO4)3等。

溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定]
实验方案（不要求写具体操作过程）预期实验结果和结论
______________________________
【答案】2020（草酸和蒸馏水体积和为40mL，草酸体积不等于20mL均可）CO2溶液
pH对该反应的速率有影响A13+起催化作用SO42-起催化作用用等物质的量
的K2SO4·A12(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中 c(C2O72-)大于实验①中的c(Cr2O72-)，则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-)相同，则假设一不成立
【解析】
（1）根据题意要求，调节不同初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，由此可知实验③改变的是草酸溶液用量，但应保持溶液总体积不变，所以草酸溶液和蒸馏水可以都是20mL。

（2）草酸(H2C2O4)中碳的化合价为+3价，与强氧化性物质K2Cr2O7反应后，草酸应被氧化
为CO 2。

（3）实验①、②草酸用量相同pH 不同，根据实验①、②的曲线对比，反应速率不同，所以pH 对该反应有一定的影响；在0～t 1时间段内，v(Cr 2O 72-)＝01
1
c c t -mol·L -1·min -1，根据原子守恒，由∆c(Cr
3+
)＝2∆c(Cr 2O 72-)，所以
v(Cr 3＋
)＝011
2()
c c t -mol·L -1·min -1。

（4）根据铁明矾组成离子可知，起催化作用的离子可能为Fe 2+、Al 3+、SO 42-，假设一是Fe 2+起催化作用，所以假设二和假设三分别为Al 3+起催化作用、SO 42-起催化作用。

（5）结合所给的药品，可通过控制其他条件不变，加入等物质的量的
K 2SO 4·Al 2(SO 4)3·24H 2O 替代实验①中的铁明矾，此时溶液中不存在Fe 2＋，但仍存在SO 42—和Al 3＋，通过测定c(Cr 2O 72—)看是否仍然有催化效果来判断；反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr 2O 72-)大于实验①中的c(Cr 2O 72-)则假设一成立，若两溶液中的c(Cr 2O 72-)相同，则假设一不成立。

点睛：本题是一道实验探究题，具有一定综合性、开放性，通过探究影响反应速率因素及重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，考查学生探究影响化学反应速率因素的方法，从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力。

9．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：
（1）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ；
（2）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有： 、 (答两种)；
（3）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量．．Zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验 混合溶液 A B C D E F 4mol/L H 2SO 4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO 4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H 2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
①完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ；
②同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO 4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的CuSO 4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因 。

【答案】（1）CuSO 4与Zn 反应产生的Cu 与Zn 形成CuZn 微电池，加快了氢气产生的速率（2）升高温度；适当增加H 2SO 4浓度（3）①30；10；17.5②当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积 【解析】。