题目内容
【题目】（14分）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 ·4H2O]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°C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，作对比实验，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 |
① | 4 | B= | 10 | 30 |
② | 5 | 60 | 10 | d= |
③ | a= | 60 | c= | 20 |
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_______________________________；
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]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·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(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 |
取_______________________________代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验 | 反应进行相同时间后, 若溶液中的Cr2O72－浓度____________________________则假设一成立； 若溶液中的Cr2O72－浓度____________________________则假设一不成立； |
（6）铁明矾长期存放，其中的亚铁离子可能会变质。为测定铁明矾中亚铁离子的质量分数。取5.6g铁明矾晶体，将其配制为100ml的溶液，取出20ml置于锥形瓶中。用0.01mol/L的标准KMnO4溶液进行滴定（还原产物为Mn2+），平行做4组实验，得出如下表数值。
组数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗V（KMnO4）/ml | 20.04 | 20.00 | 18.90 | 19.96 |
请计算铁明矾中亚铁离子的质量分数： 。若滴定结束后读数时仰视，测定结果 （填“偏大”“不影响”或“偏小”）
【答案】（1）（每空1分，共4分）
a=4或5 b=60 c=20 d=30
（2）CO2 (1分)
（3）（其他条件不变时）溶液的pH越小，反应速率越快（1分）
（4）Al3+起催化作用（1分）、SO42－起催化作用（1分）
（5）等物质的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O（1分） （无”等物质的量”不得分）
大于实验①中的Cr2O72－浓度（1分） 等于实验①中的Cr2O72－浓度（1分）
（6）5% （2分） 偏大（1分）
【解析】
试题分析：（1）根据题意要求，调节不同初始pH和一定浓度的草酸溶液的用量，做对比实验，由实验③改变的是草酸的用量，但应保持溶液的总体积不变，所以 a=4或5 b=60 c=20 d=30。（2）草酸中碳元素的化合价为+3，被强氧化剂氧化才二氧化碳。（3）根据实验①和饰演的曲线对比，在相同的草酸用量，不同pH时，反应速率不同，所以pH对该反应速率有以一定的影响，从图像看出，（其他条件不变时）溶液的pH越小，反应速率越快。（4）在铁明矾中有亚铁离子和铝离子和硫酸根离子，所以可以使亚铁离子起催化剂作用，或Al3+起催化作用，或SO42－起催化作用。（5）取物质中没有亚铁离子，但有铝离子和硫酸根离子，所以选择等物质的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O做实验。 若反应进行相同的时间后，溶液中的Cr2O72－浓度大于实验①中的Cr2O72－浓度，说明亚铁离子使反应速率加快，假设一成立。若溶液中的Cr2O72－浓度等于实验①中的Cr2O72－浓度，说明亚铁离子对反应速率没有影响，假设一不成立。（6）根据方程式中物质的关系为KMnO4-----5Fe2+，实验3的数据距离其它数据偏远，所以舍去，其余体积计算平均值，高锰酸钾的体积平均值为20.00毫升，则亚铁离子的物质的量浓度=5×0.01×20/20=0.05mol/L，则晶体中铁的质量分数为0.05*0.1*56/5.6= 5% 。 若滴定结束后读书仰视，读数偏大，则结果偏大。
冲刺100分1号卷系列答案
【题目】十九大报告提出要“打赢蓝天保卫战”，意味对环境污染防治比过去要求更高。
（1）烟气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）
NaNO3（s）+ClNO（g） H < 0 平衡常数K1
2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） H < 0 平衡常数K2
4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=__________（用K1、K2表示）。
（2）利用CO可将NO转化为无害的N2，其反应：2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。
在容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒温（反应温度分别为300℃、T℃、300℃）容器中分别加入物质的量之比为1:1的NO和CO，测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min n(CO) /mol | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
甲 | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙 | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
丙 | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
① 甲容器中，0～40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______。
② T ___ 300℃，该反应的△H______0（填“>”或“<”）。
③ 甲容器达平衡时α（NO）=_______。
丙容器达平衡时c（NO）可能为________0.4mol/L（填“>”、“=”或“<”）。
④ 已知甲容器CO的体积分数
(CO)随时间t的变化如图，画出其他条件不变，绝热条件下， 
(CO)随时间t的变化示意图。_____________________
（3）处理含镉废水常用化学沉淀法。以下是几种镉的难溶化合物25℃时的溶度积常数： Ksp(CdCO3)=5.2×10-12 Ksp(CdS)=3.6×10-29 Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16，
回答下列问题：
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11，此时溶液中c(Cd2+)=_________。沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________
a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO