2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题含详细答案
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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)附答案解析一、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。
2020-2021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.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。
高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附答案一、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:L-1 MgSO4溶液和0.5mol·L-1 NH4HCO3溶液。
步骤1:配制0.5mol步骤2:用量筒量取500mLNH4HCO3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。
nH2On=1~5)。
步骤5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·①步骤2控制温度在50℃,较好的加热方法是_________。
nH2O沉淀的化学方程式为__________。
②步骤3生成MgCO3③步骤4检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________。
nH2O中的n 值。
(2)测定生成的MgCO3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。
实验编号消耗H2O2溶液体积/mL 1 15.00 215.02 3 15.62 4 14.98①H2O2溶液应装在_________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
2020-2021高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题含答案解析一、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。
2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题及答案解析一、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__。
2020-2021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.黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,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、Fe3O4和SO2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CO 2与Ba(OH)2反应生成BaCO 3沉淀;BaSO 3被氧化成BaSO 4【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CuFeS 2~2SO 2~2I 2,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CO 2,另外BaSO 3易被空气中氧气氧化,这些原因均能引起测定误差。
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附详细答案一、化学反应速率与化学平衡1.实验室用H2O2分解反应制取氧气时,常加入催化剂以加快反应速率,某研究性学习小组为研究催化剂FeCl3的量对O2生成速率的影响,设计了如下三组实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后进行反应。
实验编号A B C试剂10% H2O2/mL20.0V1V22 mol·L-1 FeCl3/ mL0 5.010.0H2O/ mL V3V40按要求回答下列问题:(1)欲用图装置来比较该反应的反应速率快慢,检查该装置气密性的方法是_______。
(2)当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后,可以通过测____________________推(计)算反应速率。
(3)为实现实验目的,则V4=____。
(4)已知Fe3+催化H2O2分解的机理可分两步反应进行,其中第一步反应为:2Fe3+ + H2O2 =2Fe2+ + O2↑+ 2H+,则第二步反应的离子方程式为:___________________。
(5)读数时发现,量气装置左端液面低于右端液面,则测得的气体体积_____填“偏大”、“偏小”或“无影响”)【答案】关闭分液漏斗活塞,向量气管中加水至两端产生液面差,记录刻度,静置一段时间后,刻度不变,证明气密性良好相同时间内收集气体的体积或收集相同体积的气体所需的时间 5 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 偏小【解析】【分析】(1)检查装置气密性之前必须形成密闭系统,通过改变系统中的压强判断;(2)由反应速率公式可知,当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后,可以通过测定相同时间内收集气体的体积或收集相同体积的气体所需的时间来计算化学反应速率;(3)研究催化剂FeCl3的量对O2生成速率的影响实现实验目的,应使反应物的浓度相同及总体积相同;(4)总反应减去第一步反应为第二步反应;(5)由PV=nRT判断可得。
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)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______。
2020-2021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。
2020-2021高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题含详细答案一、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。
2020-2021高考化学与化学反应速率与化学平衡有关的压轴题及详细答案一、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。
2020-2021高考化学压轴题专题复习—化学反应速率与化学平衡的综合含答案解析一、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。
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________________。
2020-2021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详细答案一、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。
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及详细答案一、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。
2020-2021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.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专题复习——化学反应速率与化学平衡的综合含答案解析一、化学反应速率与化学平衡1.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×25=1.3348×10-3mol,据此计算样品纯度。
2020-2021备战高考化学压轴题专题复习——化学反应速率与化学平衡的综合附详细答案一、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。
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。
2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题含详细答案一、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.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CCl 4,B 试管不加CCl 4,分别振荡、静置。
观察到的现象是_____________。
(4)资料4:I -(aq )+I 2(aq )I 3-(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H 2O 2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:①a =__________。
②该平衡体系中除了含有I -,I 2,I 3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是________________。
【答案】2H 2O 2KI 2H 2O +O 2↑ a 下层溶液呈紫红色 在水溶液中I 2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。
(2)a. 加入KI 后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a 正确; b. 加入KI 后,反应物和生成物的能量都没有改变,b 不正确;c. 由图中可知,H 2O 2+I -=H 2O +IO -是吸热反应,c 不正确。
(3)①加CCl 4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I 2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H 2O 2浓度降低;ii. 在水溶液中I 2的浓度降低。
以下对照实验说明i 不是主要原因:向H 2O 2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CCl 4,B 试管不加CCl 4,分别振荡、静置。
观察到的现象是H 2O 2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。
(4)① 334.010K 6402.510a--⨯==⨯⨯,由此可求出a 。
②该平衡体系中除了含有I -,I 2,I 3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是原来溶液中c (I -)=10mL 0.1mol/L 0.033mol/L 30mL⨯=,求出I -,I 2,I 3-中所含I 的浓度和,二者比较便可得到结论。
【详解】 (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为2H 2O 2KI 2H 2O +O 2↑。
答案为:2H 2O 2KI 2H 2O +O 2↑;(2)a. 加入KI 后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a 正确; b. 加入KI 后,反应物和生成物的能量都没有改变,b 不正确;c. 由图中可知,H2O2+I-=H2O+IO-的反应物总能量小于生成物总能量,所以该反应是吸热反应,c不正确。
答案为:a;(3)①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I2生成。
答案为:下层溶液呈紫红色;②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. 在水溶液中I2的浓度降低。
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H2O2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。
答案为: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;(4)①334.010K6402.510a--⨯==⨯⨯,由此可求出a=2.5×10-3mol/L。
答案为:2.5×10-3;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,理由是原来溶液中,c(I-)=10mL0.1mol/L0.033mol/L30mL⨯=;现在溶液中,I-,I2,I3-中所含I的浓度和为2c(I2)+c(I-)+3c(I3-)=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033,I不守恒,说明产物中还有含碘微粒。
答案为:2c(I2)+c(I-)+3c(I3-)<0.033mol·L-1。
【点睛】在做探究实验前,要进行可能情况预测。
向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄,则表明生成了I2,加入CCl4且液体分层后,发现气泡逸出的速率明显变慢,CCl4与H2O2不反应,是什么原因导致生成O2的速率减慢?是c(H2O2)减小,还是c(I2)减小所致?于是我们自然想到设计对比实验进行验证。
3.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。