题目内容

4．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO4-+H2C2O4+H+═Mn2++CO2↑+H2O（未配平）用4mL 0.001mol•L-1KMnO4溶液与2mL 0.01mol•L-1H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响．改变的条件如表：
实验硫酸（10%）体积/mL温度/℃其他物质
I2mL20/
II2mL2010滴饱和MnSO4溶液
III2mL30/
IV1mL201mL蒸馏水
（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5．
（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和Ⅱ（用I～IV表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和Ⅲ．
（3）对比实验I和IV，可以研究浓度对化学反应速率的影响，实验IV中加入1mL蒸馏水的目的是确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）浓度不变和总体积不变．

分析 （1）2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O中，Mn元素的化合价降低，C元素的化合价升高；
（2）研究催化剂对化学反应速率的影响，应保证温度、浓度相同；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度、不使用催化剂相同；
（3）实验Ⅰ和Ⅳ，硫酸的浓度不同，少量蒸馏水，溶液的体积相同．

解答 解：（1）2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O中，Mn元素的化合价降低，C元素的化合价升高，MnO4-为氧化剂，H2C2O4为还原剂，物质的量之比为2：5，
故答案为：2：5；
（2）研究催化剂对化学反应速率的影响，应保证温度、浓度相同，则选实验Ⅰ、Ⅱ；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度、不使用催化剂相同，则选实验Ⅰ、Ⅲ，故答案为：Ⅰ；Ⅱ；Ⅰ；Ⅲ；
（3）实验Ⅰ和Ⅳ，硫酸的浓度不同，可研究浓度对反应速率的影响，加少量蒸馏水确保两实验中总体积相等，可使Ⅰ和Ⅳ中硫酸浓度不同，
故答案为：浓度；确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）浓度不变和总体积不变．

点评 本题考查氧化还原反应及影响反应速率的因素，注意控制变量法研究影响因素，把握表格中的数据分析及应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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18．下列分子式不只代表一种物质的是（　　）
A．CH2Cl2B．CHCl3C．CH3ClD．C
19．A、B为短周期元素，二者能形成化合物AB2，已知A的原子序数为n，则关于B的原子序数：①n+2   ②n+5  ③n+10  ④n+13   ⑤n-3   ⑥n-6  ⑦n-8  ⑧n+1，正确的是（　　）
A．①②⑤可能B．④⑥不可能C．⑤⑥不可能D．都可能
12．淀粉水解的产物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图1所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）：

实验过程如下：
①将1：1的淀粉水乳液与少许硫酸（98%）加入烧杯中，水浴加热至85℃～90℃，保持30min，然后逐渐将温度降至60℃左右；
②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；
③控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2：1.5）溶液；
④反应3h左右，冷却，减压过滤后再重结晶得草酸晶体．
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
请回答下列问题：
（1）实验①加入98%硫酸少许的目的是：加快淀粉水解的速度（或起到催化剂的作用）．
（2）冷凝水的进口是a（填a或b）；实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是温度过高、硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化．
（3）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为碘水或KI-I2溶液．
（4）草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有布氏漏斗、吸滤瓶（安全瓶、抽气泵不作为主要仪器）．
（5）当尾气中n（NO2）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收，发生的化学反应为：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，若用含硫酸的母液来吸收氮氧化物，其优点是提高HNO3利用率（或循环使用氮氧化物）、缺点是NOx（或氮氧化物）吸收不完全．
（6）将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸．用KMnO4标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
称取该样品0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），此时溶液颜色由无色变为紫红色（或淡紫色）．滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为84.0%．
19．某研究性学习小组为探究模拟工业制备硫酸的方法，设计如图所示的一系列装置，根据所示装置回答下列问题：

（1）甲组探究SO3的生成，主要设计如下的发生装置：
①装置A中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
②实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是该反应的正反应放热，温度过高平衡向逆反应方向移动，不利于三氧化的生成．
（2）乙组探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而设计如图所示装置：（前面装置与甲组装置相同）
①装置D和E的作用是：吸收SO3并做对照实验．
②E装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而D装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：a、D中插入浓硫酸溶液的导管插得较深，使两个吸收瓶内的压强差较大，而导致SO3从E的水中冒了出来，与水形成酸雾；
b、浓硫酸对SO3的吸收效果远好于水，SO3充分被浓硫酸吸收
（3）丙组则探究的是二氧化硫的转化率，而设计图丙所示装置：（前面装置与甲组相同）
①F锥形瓶中盛放的溶液可以是（选填序号）c
a、足量澄清石灰水
b、足量小苏打溶液
c、足量氯化钡溶液
d、足量硝酸钡溶液
②反应停止后，要通过装置F锥形瓶中产生的白色沉淀的量测定已被氧化的二氧化硫的量时，在滤出沉淀前必须进行一步实验操作是（简述过程）
9．海产品中常含有较多的碘元素，因此海边的居民很少患碘缺乏病．某化学兴趣小组的同学通过以下步骤提取海带中的碘：

（1）步骤 ③用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯和玻璃棒．
（2）步骤 ⑤用有机溶剂苯将碘从水中提取出来的过程叫萃取．静置分层后下层液体是水．
（3）我国从1994年起推出全民食用加碘盐工程，至今，覆盖率已超过95%，补碘成效显著．我们可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉溶液检验食盐中的碘酸钾（KIO3），反应后可观察到溶液变蓝，该反应的离子方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O．
16．用NA表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．用含0.1molFeCl3的溶液与足量沸水反应制得得Fe（OH）3胶体中胶粒数为0.1NA
B．0.1mol Fe与0.1mol Cl2充分反应，转移的电子数为0.3NA
C．将1mol氯气分别通入足量的FeBr2和FeI2溶液中转移电子数均为2NA
D．等物质的量的NH4+和OH-含电子数均为10NA
13．含镁3%-5%的镁铝合金，现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料．现有一块已知质量为m1g的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：
实验设计1：镁铝合金$\stackrel{足量的NaOH溶液}{→}$充分反应后测定剩余固体质量m2g
实验设计2：镁铝合金$\stackrel{足量盐酸}{→}$生成的气体在标准状况下的体积为VL．
请回答以下问题：
（1）实验设计1：
①镁的质量分数：$\frac{{m}_{2}}{m{\;}_{1}}$×100%．
②在溶解、过滤中使用的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗．
③过滤后洗涤沉淀的操作方法是向过滤器中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，静置，使其自然流下，重复操作2至3次．
④如果过滤得到沉淀没有用蒸馏水洗涤数次后，烘干，再测定剩余固体质量．测得镁的质量分数量会偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
14．某温度下，100mL 0.4mol/L醋酸溶液与足量Zn粒反应生成H2的速率v（H2）=0.01mol/（L•min）．为了减缓反应速率，但又不影响生成H2的总量，下列有关说法正确的是（　　）
A．可向该溶液中加少量CaCO3固体
B．可向该溶液中加入10 mL 0.1 mol/L醋酸溶液
C．可向该溶液中加入少量NaNO3溶液
D．若向该溶液中加入少量醋酸钠固体，反应速率可能变成v（H2）=0.3 mol/（L•h）

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