备战高考化学(化学反应速率与化学平衡提高练习题)压轴题训练含答案

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高考化学——化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习含答案解析

高考化学——化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习含答案解析

高考化学——化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.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2mol/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。

备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)含答案(1)

备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)含答案(1)

备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)含答案(1)一、化学反应速率与化学平衡1.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;加入试剂0.01mol/LKMnO4酸性溶液和0.1mol/L的H2C2O4溶液0.01mol/LKMnO4酸性溶液、0.1mol/L的H2C2O4溶液和硫酸锰固体褪色时间实验结论【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。

备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题及详细答案

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备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题及详细答案一、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】322222FeI 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。

2020-2021备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)含答案解析

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2020-2021备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。

资料:a.Cu2O为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu2+。

b.CuO2为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu2+和H2O2。

c.H2O2有弱酸性:H2O2H+ +HO2-,HO2-H+ +O22-。

编号实验现象Ⅰ向1mL pH=2的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液出现少量气泡Ⅱ向1mL pH=3的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡Ⅲ向1mL pH=5的1mol·L−1CuSO4溶液中加入0.5mL30% H2O2溶液立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡(1)经检验生成的气体均为O2,Ⅰ中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是__。

(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设:ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2O和CuO2的混合物。

为检验上述假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。

①若Ⅲ中生成的沉淀为CuO2,其反应的离子方程式是__。

②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是__。

③为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取a g固体溶于过量稀硫酸,充分加热。

冷却后调节溶液pH,以PAN为指示剂,向溶液中滴加c mol·L−1EDTA溶液至滴定终点,消耗EDTA溶液V mL。

V=__,可知沉淀中不含Cu2O,假设ⅰ成立。

(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+,M(CuO2)=96g·mol−1,M(Cu2O)=144g·mol−1)(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__。

高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练含答案(1)

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高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练含答案(1)一、化学反应速率与化学平衡1.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+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ BaSO4 +1价铜也可将浓HNO3还原 AgNO3 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 Cu和Fe3+反应生成Cu2+使c(Fe3+)减小;Cu2+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 Fe3+有剩余空气中的O2将Fe2+氧化;(SCN)2将Fe2+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。

高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题附答案解析

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高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题附答案解析一、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。

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备战高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练及答案解析一、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。

备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)附答案

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备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)附答案一、化学反应速率与化学平衡1.根据当地资源等情况,硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。

完成下列填空:(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)+Q。

经2分钟反应达到平衡,测得n(SO3)=0.040mol,则O2的平均反应速率为______(2)在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______(选填编号)a.移出氧气b.降低温度c.减小压强d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图,请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。

酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性,其原因是______②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,本身被氧化为SO42﹣。

写出有关的离子方程式______。

有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______【答案】0.005mol/(L•min) bd 抑制Fe3+与Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+14N A【解析】【分析】(1)根据v=ct∆∆求出氧气的速率,然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算;(2)反应放热,为提高SO2平衡转化率,应使平衡向正反应方向移动,可降低温度,体积不变,不能从压强的角度考虑,催化剂不影响平衡移动,移出氧气,平衡向逆反应方向移动,不利于提高SO2平衡转化率,由此分析解答;(3)反应是放热反应,温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫的转化率减小,但达到平衡所需要的时间缩短,据此画出曲线;(4)①Fe3+与Fe2+易水解,Fe2+易被氧化成Fe3+;②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式,结合方程计算转移电子数。

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备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.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】H2O+SO2=H2SO3,Zn+2H2SO3=∆ZnS2O4+2H2O或Zn+2SO2=∆ZnS2O4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:S O(aq)[或Na2S2O4(s)ƒNa2S2O4(aq)ƒ2Na+(aq)+2-24S O(aq)],增大c(Na+),平衡向逆反应方向移动水浴加热Na2S2O4(s)ƒ2Na+(aq)+2-24Na2S2O4在水中溶解度较大,在酒精中溶解度较小2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2 Zn(OH)2难溶于水,易与Na2S2O4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BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可确定产品中含有Na2SO4【解析】【分析】合成保险粉的反应物为Zn、SO2、H2O,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SO2,反应后得到ZnS2O4溶液,据此分析解答。

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备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题含答案一、化学反应速率与化学平衡1.碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。

(1)合成该物质的步骤如下:步骤1:配制0.5mol·L-1 MgSO4溶液和0.5mol·L-1 NH4HCO3溶液。

步骤2:用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL三颈烧瓶中,开启搅拌器。

温度控制在50℃。

步骤3:将250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1min内滴加完后,用氨水调节溶液pH到9.5。

步骤4:放置1h后,过滤,洗涤。

步骤5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O n=1~5)。

①步骤2控制温度在50℃,较好的加热方法是_________。

②步骤3生成MgCO3·nH2O沉淀的化学方程式为__________。

③步骤4检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________。

(2)测定生成的MgCO3·nH2O中的n值。

称量1.000碳酸镁晶须,放入如图所示的广口瓶中加入适量水,并滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5h,反应后期将温度升到30℃,最后将烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得CO2的总量;重复上述操作2次。

①图中气球的作用是_________。

②上述反应后期要升温到30℃,主要目的是______。

③测得每7.8000g碳酸镁晶须产生标准状况下CO2为1.12L,则n值为_______。

(3)碳酸镁晶须可由菱镁矿获得,为测定某菱镁矿(主要成分是碳酸镁,含少量碳酸亚铁、二氧化硅)中铁的含量,在实验室分别称取12.5g菱镁矿样品溶于过量的稀硫酸并完全转移到锥形瓶中,加入指示剂,用0.010mol/L H2O2溶液进行滴定。

平行测定四组。

消耗H2O2溶液的体积数据如表所示。

实验编号1234消耗H2O2溶液体积/mL15.0015.0215.6214.98①H2O2溶液应装在_________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

备战高考化学—化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习及答案解析

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备战高考化学—化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习及答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.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/mL①a V25t1V1②V③V【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/mL①a V25t1V1②b 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:。

2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附详细答案

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2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附详细答案一、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 4.0×10-3①a=__________。

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。

2020-2021备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)及答案

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2020-2021备战高考化学压轴题之化学反应速率与化学平衡(备战高考题型整理,突破提升)及答案一、化学反应速率与化学平衡1.某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。

(初步探究)室温下进行下表所列实验。

(1)证明实验Ⅰ中有Fe2+ 生成,加入的试剂为____________________________。

(2)写出实验Ⅰ反应的离子方程式:_____________________________________。

(3)上述实验现象可以证明Fe3+与I−发生可逆反应,实验Ⅰ在用量上的用意是__________(4)在实验I的溶液中加入CCl4,实验现象是____________________________,取其上层清液中滴加KSCN溶液,并未看到明显的红色,其原因为(从平衡移动的角度解释)_________________________________________________________。

(深入探究)20min后继续观察实验现象:实验Ⅰ溶液棕黄色变深;实验Ⅱ溶液红色变浅。

(5)已知在酸性较强的条件下,I−可被空气氧化为I2,故甲同学提出假设:该反应条件下空气将I−氧化为I2,使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。

甲同学设计实验:____________________________________,20min内溶液不变蓝,证明该假设不成立,导致溶液不变蓝的因素可能是__________________________。

噲?2Fe2++I2使KI过量,再检验是否有Fe3+,以证明该反【答案】铁氰化钾 2Fe3++2I−垐?应为可逆反应下层呈紫色,上层呈浅绿色用CCl4萃取碘以后,使平衡右移,Fe3+浓度更小,与SCN-的反应不明显向试管中加入5ml 0.1mol/L的KI溶液和1-2滴淀粉溶液,加酸调pH=5,钟后观察现象碘离子浓度过小,氢离子浓度过小(合理即可)【解析】【分析】(1) 在含有Fe2+ 的溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成;(2) Fe3+与I-发生氧化还原反应生成碘单质;(3) 取2mL实验Ⅰ反应后的溶液,滴加2滴0.1mol•L-1KSCN溶液溶液呈红色,实验Ⅰ滴入几滴反应后仍含铁离子;(4)I2易溶于CCl4;减小生成物的浓度,平衡会向正反应方向移动。

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2020-2021备战高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。

(初步探究)示意图序号温度试剂A现象①0°C0.5mol∙L−1稀硫酸4min左右出现蓝色②20°C1min左右出现蓝色③20°C0.1mol∙L−1稀硫酸15min左右出现蓝色④20°C蒸馏水30min左右出现蓝色(1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂A应为______________。

(2)写出实验③中I-反应的离子方程式:_____________________。

(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________。

(继续探究)溶液pH对反应速率的影响查阅资料:i.pH<11.7时,I-能被O2氧化为I2。

ii.pH= 9.28时,I2发生歧化反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。

(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验,装置如图所示。

序号⑤⑥⑦⑧试管中溶液的pH891011放置10小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。

(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。

试剂1______________。

试剂2______________。

实验现象:___________________________。

(深入探究)较高温度对反应速率的影响小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。

(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设1。

假设1:_______________。

假设2:45°C以上I2易升华,70°C水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。

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2020-2021备战高考化学压轴题专题化学反应速率与化学平衡的经典综合题附详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.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2-272-4c(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/%0.92212.720.857.3①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_______________。

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备战高考化学压轴题专题化学反应速率与化学平衡的经典综合题含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。

(初步探究)示意图序号温度试剂A现象①0°C0.5mol∙L−1稀硫酸4min左右出现蓝色②20°C1min左右出现蓝色③20°C0.1mol∙L−1稀硫酸15min左右出现蓝色④20°C蒸馏水30min左右出现蓝色(1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂A应为______________。

(2)写出实验③中I-反应的离子方程式:_____________________。

(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________。

(继续探究)溶液pH对反应速率的影响查阅资料:i.pH<11.7时,I-能被O2氧化为I2。

ii.pH= 9.28时,I2发生歧化反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。

(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验,装置如图所示。

序号⑤⑥⑦⑧试管中溶液的pH891011放置10小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。

(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。

试剂1______________。

试剂2______________。

实验现象:___________________________。

(深入探究)较高温度对反应速率的影响小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。

(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设1。

假设1:_______________。

假设2:45°C以上I2易升华,70°C水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。

备战高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题含答案(1)

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备战高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题含答案(1)一、化学反应速率与化学平衡1.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2实验I:Na2S2O3的制备。

工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。

b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。

c中试剂为_______(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条)(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料:Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)装置试剂X实验现象Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色,30s 后几乎变为无色(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:_______实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。

平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2过量,溶液显酸性.产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液.产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S 2O 3)33-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大,导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动,最终溶液几乎变为无色 0.1600 【解析】 【分析】 【详解】(1)a 的名称即为分液漏斗,b 的名称即为蒸馏烧瓶;b 中是通过浓硫酸和Na 2SO 3反应生成SO 2,所以方程式为:24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑;c 中是制备硫代硫酸钠的反应,SO 2由装置b 提供,所以c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液; (2)从反应速率影响因素分析,控制SO 2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度,或者改变反应温度;(3)题干中指出,硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解,如果通过量的SO 2,会使溶液酸性增强,对制备产物不利,所以原因是:SO 2过量,溶液显酸性,产物会发生分解; (4)检验Fe 2+常用试剂是铁氰化钾,所以加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀即证明有Fe 2+生成;解释原因时一定要注意题干要求,体现出反应速率和平衡两个角度,所以解释为:开始阶段,生成3233Fe(S O )-的反应速率快,氧化还原反应速率慢,所以有紫黑色出现,随着Fe 3+的量逐渐增加,氧化还原反应的程度变大,导致平衡逆向移动,紫黑色逐渐消失,最终溶液几乎变为无色;(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应:①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr7H O --++++++;②2222346=I 2S O 2I S O ---++;反应①I -被氧化成I 2,反应②中第一步所得的I 2又被还原成I -,所以①与②电子转移数相同,那么滴定过程中消耗的227Cr O -得电子总数就与消耗的223S O -失电子总数相同 ;在做计算时,不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。

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2020-2021备战高考化学—化学反应速率与化学平衡的综合压轴题专题复习含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.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2-272-4c(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/%0.92212.720.857.3①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_______________。

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备战高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题含答案一、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】322222FeI 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。

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备战高考化学(化学反应速率与化学平衡提高练习题)压轴题训练含答案一、化学反应速率与化学平衡1.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。

实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。

已知:LiCoO2难溶于水,易溶于酸。

回答下列问题:(1)LiCoO2中Co的化合价是__。

(2)LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。

(3)浸出剂除了H2O2外,也可以选择Na2S2O3,比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率:还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。

(4)提高浸出效率的方法有__。

(5)利用Cyanex272萃取时,pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。

从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH是__。

(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR,则反萃取剂的最佳选择是__。

(7)常温下,若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1,则pH=__时,Ni2+开始沉淀。

[K sp(Ni(OH)2=2×10-15](8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。

已知:提供的无机试剂:NaOH、Na2CO3、NaF。

【答案】+3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O < 适当升高温度,适当增加H2SO4浓度 5.5 H2SO4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF【解析】【分析】(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的规律写出化学方程式;(3)根据等物质的量H2O2和Na2S2O3作为还原剂转移电子的多少进行判断;(4)提高浸出效率即提高化学反应速率;(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围;(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时不能引入新杂质;(7)根据K sp(Ni(OH)2的表达式进行计算;(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀。

【详解】(1)LiCoO2中O元素为-2价,Li为+1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co的化合价为+3价;(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,化学方程式为:2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O;(3)1molH2O2作为还原剂转移2mol电子,1molNa2S2O3作为还原剂转移8mol电子,则Na2S2O3的还原效率更高;(4)提高浸出效率可以适当升高温度,适当增加H2SO4浓度等;(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围,所以最佳pH是5.5;(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时,为不引入新杂质,反萃取剂最好选择H2SO4;(7)c(Ni2+)=1.1859mol/L=0.02mol/L,则开始沉淀时,c(OH-)=-6.5mol/L,则pH=14-6.5=7.5;(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀,所以选用NaOH,则Ni(OH)2先沉淀,过滤后滤液中加入NaF生成LiF沉淀。

【点睛】本题(5)选择合适的pH时,注意读懂图中信息,要根据实验的具体操作情况来分析。

2.三草酸合铁酸钾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×52×100 25×13=0.0033mol,M=1.6370.0033gmol=496g/mol,则39×3+(56+280×3)+18x=496,解得x=3。

3.(1)利用原电池装置可以验证Fe3+与Cu2+氧化性相对强弱,如下图所示。

该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池。

写出该氧化还原反应的离子方程式:__________。

该装置中的负极材料是______(填化学式),正极反应式是_______。

(2)某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2为可逆反应,设计如下两种方案。

方案一:取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加2mL0.1mol/L的FeCl3溶液,再继续加入2mLCCl4,充分振荡、静置、分层,再取上层清液,滴加KSCN溶液。

①方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是______。

②有同学认为方案一设计不够严密,即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象,其原因是(用离子方程式表示)_____。

方案二:设计如下图原电池...装置,接通灵敏电流计,指针向右偏转(注:灵敏电流计指针总是偏向电源正极),随着时间进行电流计读数逐渐变小,最后读数变为零。

当指针读数变零后,在右管中加入1mol/L FeCl2溶液。

③方案二中,“读数变为零”是因为____________.④“在右管中加入1mol/L FeCl2溶液”后,观察到灵敏电流计的指针______偏转(填“向左”、“向右”或“不”),可证明该反应为可逆反应。

【答案】Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ Cu Fe3+ + e- = Fe2+下层(CCl4层)溶液呈紫红色,且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+该可逆反应达到了化学平衡状态向左【解析】【分析】(1)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱时,应将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池,原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗,选用金属性弱于铜的金属或非金属C作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐;(2)方案一:如该反应为可逆反应,加入四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色,上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色;但在振荡过程中,Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+,不能证明Fe3+未完全反应;方案二:图中灵敏电流计的指针指向右,右侧烧杯为正极,当指针读数变零后,在右管中加入1mol/LFeCl2溶液,如为可逆反应,可发生2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-,I2被还原,指针应偏向左。

【详解】(1)Fe3+氧化性比Cu2+强,可发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应,反应中Cu被氧化,Cu电极为原电池的负极,负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极,正极上Fe3+发生还原反应,电极反应式为Fe3++e-=Fe2+,故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;Cu;Fe3+ + e- = Fe2+;(2)①若该反应为可逆反应,反应中有碘单质生成,但不足量的Fe3+不能完全反应,溶液中依然存在Fe3+,则证明有碘单质和Fe3+存在的实验设计为:向反应后的溶液再继续加入2mLCCl4,充分振荡、静置、分层,下层(CCl4层)溶液呈紫红色,再取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,故答案为下层(CCl4层)溶液呈紫红色,且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色;②在振荡过程中,Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+,不能证明反应可逆,反应的化学方程式为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+,故答案为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+;③若该反应为可逆反应,“读数变为零”说明该可逆反应达到了化学平衡状态,故答案为该可逆反应达到了化学平衡状态;④当指针读数变零后,在右管中加入1mol/LFeCl2溶液,如为可逆反应,可发生2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-,I2被还原,灵敏电流计指针总是偏向电源正极,指针应偏向左,故答案为向左。

【点睛】本题考查化学反应原理的探究,侧重于分析问题和实验能力的考查,注意把握发生的电极反应、原电池工作原理,注意可逆反应的特征以及离子检验的方法为解答的关键。

4.某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O及明矾大晶体,具体流程如下已知:(1) AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚;(2) 明矾在水中的溶解度如下表:温度/℃010203040608090溶解度/g 3.00 3.99 5.908.3911.724.871.0109(1)步骤Ⅱ中生成Al(OH)3的离子方程式为____________________________________________。

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