备战高考化学 化学反应速率与化学平衡 培优 易错 难题练习(含答案)及答案
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备战高考化学 化学反应速率与化学平衡 培优 易错 难题练习(含答案)及答案
一、化学反应速率与化学平衡
1.某化学兴趣小组欲测定KClO 3,溶液与3NaHSO 溶液反应的化学反应速率.所用试剂为10mL0.1mol/LKClO 3,溶液和310mL0.3mol /LNaHSO 溶液,所得数据如图所示。
已知:
2334ClO 3HSO Cl 3SO 3H ----++=++。
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内的平均反应速率
()Cl v -=________()mol /L min ⋅。
(2)某同学仔细分析实验数据后发现,在反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小.某小组同学针对这一现象进一步探究影响该化学反应速率的因素,具体方法如表示。
方案 假设
实验操作 Ⅰ 该反应放热使溶液温度
升高,反应速率加快 向烧杯中加入10mL0.1mo//L 的3KClO 溶液和10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液,
Ⅱ 取10mL0.1mo/L 的3KClO 溶液加入烧杯中,向其中加入少量NaCl 固
体,再加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液
Ⅲ 溶液酸性增强加快了化学反应速率
分别向a 、b 两只烧杯中加入10mL0.1mol/L 的3KClO 溶液;向烧杯a
中加入1mL 水,向烧杯b 中加入1mL0.2mol/L 的盐酸;再分别向两只
烧杯中加入10mL0.3mol/L 的3NaHSO 溶液
①补全方案Ⅰ中的实验操作:________。
②方案Ⅱ中的假设为________。
③除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是________。
④某同学从控制变量的角度思考,认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,请进行改进:________。
⑤反应后期,化学反应速率变慢的原因是________。
【答案】0.0025 插入温度计 生成的Cl -加快了化学反应速率 生成的24SO -加快了化学反应速率 将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液 反应物浓度降低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据实验数据可知,该反应在0~4min 内生成氯离子的浓度是0.010mol/L ,所以平均反应速率()()Cl 0.010mol /L 4min 0.0025mol /L min c -
=÷=⋅; (2)①由于是假设该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化;
②方案I 、Ⅱ相比较,Ⅱ中加入了少量氯化钠,所以方案Ⅱ中的假设为生成的Cl -加快了化学反应速率;
③由于反应中还有硫酸根离子生成,则除I 、Ⅱ、Ⅲ中的假设外,还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率;
④为防止氯离子对实验的干扰,则改进措施是将1mL 水改为1mL0.2mol/L 的NaCl 溶液; ⑤反应后期反应物浓度减小,因此化学反应速率变慢。
【点睛】
对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。
每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
2.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,向其产生白4CuSO 与KSCN 反应产
2Cu +与SCN -反应的离子方程式为______.
实验Ⅱ:将2Fe +转化为3Fe +
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。
3.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制
铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%
①为以下实验作参照0.5 2.090.0
②醋酸浓度的影响0.5__36.0
③__0.2 2.090.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_____________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了__(“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是
___________________________________。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:______________________________;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):__________
【答案】2.0 碳粉含量的影响吸氧还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-
=2H2O)反应放热,温度升高,体积膨胀实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)
②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。
如果瓶内压强增大,假设一成立。
否则假设一不成立。
(本题属于开放性试题,合理答案均给分)
【解析】
【详解】
(1)探究影响化学反应速率,每次只能改变一个变量,故有②中铁的量不变,为2.0g;
③中改变了碳粉的质量,故为探究碳粉的量对速率的影响。
(2) t2时,容器中压强明显小于起始压强,说明锥形瓶中气体体积减小,说明发生了吸氧腐蚀,碳为正极,铁为负极,碳电极氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:还原;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3) 图2中0-t1时压强变大的原因可能为:铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应,温度升高时锥形瓶中压强增大,所以假设二为:反应放热使锥形瓶内温度升高,故答案为:反应放热使锥形瓶内温度升高;
(4)基于假设一,可知,产生氢气,发送那些变化,从变化入手考虑
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)
②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。
如果瓶内压强增大,假设一成立。
否则假设一不成立。
(本题属于开放性试题,合理答案均给分)。
4.某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。
(1)设计如下实验研究2Fe3++2I-ƒ2Fe2++I2的反应。
①振荡静置后C中观察到的现象是_______________________;为证明该反应存在一定限度,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后______________(写出实验操作和现象)。
②测定上述KI溶液的浓度,进行以下操作:
I用移液管移取20.00 mL KI溶液至锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量H2O2溶液,充分反应。
II小心加热除去过量的H2O2。
III用淀粉做指示剂,用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,反应原理为:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
步骤II是否可省略?____________(答“可以”或“不可以”)
步骤III达到滴定终点的现象是___________________________。
巳知I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,加指示剂的最佳时机是
________。
(2)探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响。
反应原理(化学方程式)为________;
仪器及药品:试管(两支)、0.01 mol/L KMnO4酸性溶液、0.1 mol/L H2C2O4溶液、一粒黄豆大
的MnSO4固体;
实验方案:请仿照教材(或同教材)设计一个实验用表格,在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。
______________
【答案】溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色滴加KSCN溶液,溶液变红不能;;当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
【解析】
【分析】
(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与
Na2S2O3溶液反应;当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色;为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。
【详解】
(1)①由题意可知,过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘,向溶液中加入四氯化碳,振荡静置,溶液分层,上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液,溶液的颜色为黄绿色,下层为碘的四氯化碳溶液,溶液的颜色为紫色;为证明该反应存在一定限度,应检验上层溶液中是否存在Fe3+,还应补做实验为:取C中分液后的上层溶液,然后滴加KSCN溶液,溶液变红色,故答案为:溶液分层,上层水层为黄绿色,下层四氯化碳层为紫色;滴加KSCN溶液,溶液变红;
②由步骤I可知,双氧水的氧化性强于单质碘,若步骤II省略,溶液中过氧化氢会与
Na2S2O3溶液反应,导致Na2S2O3标准溶液体积偏大,所测结果偏高,故不能省略;当
Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原;由I2浓度很高时,会与淀粉形成稳定的包合物不易解离,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉,故答案为:不能;当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,蓝色褪去且半分钟内不复原;用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加淀粉指示剂,再继续滴加标准溶液;
(2)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应的离
子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;据题给条件,设计探究Mn2+对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响的实验,应用取两份等体积的
0.01mol/LKMnO4酸性溶液,一份加入0.1mol/L的H2C2O4溶液,另一份加入等体积的
0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体,测定溶液由紫色退为无色所需要的时间,实验用表格如下:
故答案为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
当Na2S2O3标准溶液过量时,溶液中碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,为避免引起实验误差,滴定开始时不能加入淀粉指示剂,应当在I2浓度较小时再滴入淀粉是解答关键,也是难点和易错点。
5.氧化剂H2O2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。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
(1)实验①和②的目的是_________________________________。
同学们进行实验时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方法是_________________________(填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量
_______或______来比较。
(2)0.1g MnO2粉末加入50mL 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所示。
请解释化学反应速率变化的原因:_____________。
请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无需写出具体操作):a._________________;b.___________________。
【答案】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入同一热水浴中)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率相同时间内产生O2的体积生成相同体积O2所需要的时间随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢 0.11mol·L-1 MnO2的质量有没有改变 MnO2的化学性质有没有改变
【解析】
【详解】
I.(1)实验①和②中H2O2的浓度不同,其它条件相同,故实验目的是探究浓度对反应速率的影响;实验时没有观察到明显现象是因为反应太慢,那么就要采取措施加快反应,可以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)从图可以看出产生O2的最终体积相等,但溶液的酸碱性不同,反应速率不同,在碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
II .(1)通过测定O 2的体积来比较H 2O 2的分解速率快慢时可以看相同时间内产生O 2的体积,或生成相同体积O 2所需要的时间。
(2)从图可以看出,反应开始后,在相同的时间内生成的O 2的体积逐渐减小,反应速率变慢,那么造成反应变慢的原因是随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;反应在进行到4min 时O 2的体积不再改变,说明反应完全,生成O 2的物质的量为:60×10-3L ÷22.4L /mol =2.7×10-3mol ,根据反应2H 2O 2=2H 2O +O 2↑,生成2.7×10-3mol O 2,需要消耗H 2O 2的物质的量为5.4×10-3mol ,则H 2O 2的物质的量浓度为:5.4×10-3mol ÷ 0.05L =0.11 mol ·L -1;要探究MnO 2是不是起到催化作用,根据催化剂在反应中的特点:反应前后质量和性质没有发生改变,所以需要补做实验来确定MnO 2的质量有没有改变、MnO 2的化学性质有没有改变。
6.某化学兴趣小组探究氯与水反应的热效应及所得溶液氯元素含量,查阅大量资料并做下列实验探究验证
实验Ⅰ:在通风橱内向装有80mL 蒸馏水的锥形瓶(瓶口塞上棉花团)中鼓入氯气,至溶液中pH 没有明显变化停止通入氯气,使用数据采集器,测定在此过程中溶液的温度及pH 变化,具体数据如图所示:
实验Ⅱ:对20mL 饱和氯水加热,测出c (Cl —)、pH 及温度变化如图2所示。
实验Ⅲ:采用莫尔法测定氯水中氯元素的含量。
此法是以24K CrO 为指示剂,用3AgNO 标准溶液进行滴定。
其实验步骤如下:
①准确移取25.00ml 氯水试样3份,分别置于锥形瓶中,再分别加入25.00ml 水; ②向试样中加入足量的22H O 溶液;
③除去过量的22H O ,冷却;
④调整溶液的pH ,再加入1mL5% 24K CrO 溶液,在不断摇动下用0.100mol L ⋅3
AgNO 标准溶液滴定至溶液呈砖红色242[2Ag CrO Ag +-
+=4CrO (↓砖红色)]
⑤重复上述实验,测得消耗3AgNO 标准溶液体积的平均值为vmL 回答下列问题:
(1)氯气在295K 、100Kpa 时,在1L 水中可溶解0.09mol ,实验测得溶于水的Cl 2约有三分之一与水反应。
该反应的离子方程式为______;估算该离子反应的平衡常数______ (2)根据实验Ⅰ测定结果判断氯气与水的反应是______(填“吸热反应”或“放热反应”)理由是______
(2)分析实验Ⅱ图,小组同学推测产生该结果的原因可能是多种反应造成的,下列叙述合理的是______
A .升温,氯气挥发导致c (Cl —)减小
B .对于2Cl 和2H O 的反应,升温平衡逆向移动,c (Cl —)减小,pH 减小
C .升温,促进次氯酸分解2HClO 2HCl+O 2↑
D .升温,可能发生3HClO
2HCl+HClO 3(强酸) ,使得pH 减小
(4)实验Ⅲ步骤3中加足量的22H O 溶液,目的是______ (5)用3AgNO 标准溶液滴定氯离子达到化学计量点时,(
)()c Ag c Cl -
-
=,若此时要求
不生成24Ag CrO 沉淀,则(
)24
c CrO -
最大不能超过______1
mol L
.-⋅已知:
()10sp K AgCl 1.810-=⨯,()12sp 24K Ag CrO 1.810]-=⨯
(6)计算实验Ⅲ氯水中氯元素的含量,列出算式:______1
g L -⋅
【答案】22Cl H O H Cl HClO +-+++ƒ 44.510-⨯ 放热反应 随氯气通入,溶液温
度升高 ACD 足量的过氧化氢可将氯气完全还原为氯离子 0.01 0.142v
【解析】 【分析】 【详解】
(1)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:
22Cl H O H Cl HClO +-+++ƒ,在1L 水中可溶解0.09mol 氯气,氯气浓度近似为
0.09mol /L ,则可建立如下三段式:
+-22Cl +H O H +Cl +HClO (mol/L)0.09000(mol/L)0.030.030.030.03(mol/L)
0.06
0.03
0.03
0.03
ƒ
起始转化平衡
则平衡常数()()
()
()
42c H c Cl c HClO 0.030.030.03
K 4.510c Cl 0.06
+--⨯⨯=
=
=⨯,故答案为:
22Cl H O H Cl HClO +-+++ƒ;44.510-⨯;
(2)由图可知,随氯气通入,发生反应使溶液温度升高,则正反应为放热反应,故答案为:放热;随氯气通入,溶液温度升高; (3)A.升高温度、气体的溶解度减小,则导致()c Cl -
减小,故A 正确;
B.为放热反应,升高温度平衡逆向移动,()c Cl
-
减小,而pH 增大,故B 错误;
C.HClO 不稳定,受热易分解,升温,促进次氯酸分解,故C 正确;
D.升温,可能发生33HClO 2HCl HClO (-
+V
强酸),酸性增强,则pH 减小,故D 正
确;故答案为:ACD ;
(4)实验Ⅲ步骤3中加足量的22H O 溶液,目的是足量的过氧化氢可将氯气完全还原为氯离子,故答案为:足量的过氧化氢可将氯气完全还原为氯离子; (5)用3AgNO 标准溶液滴定氯离子达到化学计量点时,(
)()c Ag
c Cl -
-
=,不生成
24Ag CrO 沉淀,则(
)()()
122424
10
2Ksp Ag Cr 1.810c CrO
0.01mol /L 1.810c Ag ---+
⨯<
==⨯,故答案为:0.01;
(6)由3Cl AgCl AgNO -
~~可知,实验Ⅲ氯水中氯元素的含量为
33
0.1mol /L v 10L 35.5g /mol
0.142vg /L 2510L
--⨯⨯⨯=⨯,故答案为:0.142v 。
7.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。
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。
8.乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。
(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。
褪色所需时间t A________t B(填“>”“=”或“<”)。
已知该反应的离子方程式:2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2+
+8H2O
(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用上述反应的原理来测定其含量,具体操作为:
①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。
②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液装入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。
在滴定过程中发现,刚滴下少量KMnO4标准溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。
将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪去,可能的原因是__________________________________________;判断滴定达到终点的现象是
________________________________________________________________________。
③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表。
则消耗KMnO4标准溶液的平均体积为________ mL,此样品的纯度为____________。
序号滴定前读数滴定后读数。