某实验小组以H2O2分解为例.研究浓度.催化剂.溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．分组实验催化剂①10mL 5% H2O2溶液无②10mL 2% H2O2溶液无③10mL 5% H2O2溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液④10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．

某实验小组以H₂O₂分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照如下方案完成实验．

	分组实验	催化剂
①	10mL 5% H₂O₂溶液	无
②	10mL 2% H₂O₂溶液	无
③	10mL 5% H₂O₂溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液
④	10mL 5%H₂O₂溶液+少量HCl溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液
⑤	10mL 5% H₂O₂溶液+少量NaOH溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液

（1）写出实验③中H₂O₂分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：

．
（2）实验①和②的目的是探究反应物浓度对反应速率的影响．
实验时由于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是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在同一热水浴中）．
（3）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1．分析上图能够得出的实验结论：碱性环境能增大H₂O₂分解的速率；酸性环境能减小H₂O₂分解速率．
（4）将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2所示．解释反应速率变化的原因：随着反应的进行，H₂O₂的浓度减小，反应速率减慢，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为0.11mol/L．（保留两位有效数字，在标准状况下测定）

分析（1）实验③中双氧水在氯化铁作催化剂分解生成水和氧气，据此写出H₂O₂分解反应方程式并根据化合价变化标明电子转移的方向和数目；
（2）实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；
（3）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答；
（4）根据随着反应的进行H₂O₂的浓度变化判断反应速率变化的原因；由图可知，过氧化氢分解完全生成氧气60mL，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氧气的物质的量，进而计算过氧化氢的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算其浓度．

解答解：（1）实验③中双氧水分解的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，反应中双氧水既是氧化剂也是还原剂，双氧水中氧元素化合价为-1价，变成氧气失去2个电子，生成水得到2个电子，用双线桥标明电子转移的方向和数目为：，
故答案为：；
（2）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，
则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中），
故答案为：探究反应物浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；
（3）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率，
故答案为：碱性；酸性；
（4）反应速率变化的原因为：随着反应的进行，H₂O₂的浓度减小，反应速率减慢；
由图可知，过氧化氢分解完全生成氧气60mL，氧气的物质的量为：$\frac{0.06L}{22.4L/mol}$=$\frac{3}{1120}$mol，由反应2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，可知过氧化氢的物质的量为：$\frac{3}{1120}$mol×2=$\frac{3}{560}$mol，故过氧化氢浓度为：$\frac{\frac{3}{560}mol}{0.05L}$=0.11mol/L，
故答案为：随着反应的进行，H₂O₂ 的浓度减小，反应速率减慢；0.11mol/L．

点评本题考查影响化学反应速率的因素，题目难度中等，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，注意熟练掌握影响化学反应速率的因素．

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8．室温时，将浓度和体积分别为c₁、V₁的NaOH溶液和c₂、V₂的CH₃COOH溶液相混合，下列关于该混合溶液的叙述错误的是（　　）

	A．	若pH＞7，则一定是c₁V₁≥c₂V₂
	B．	在任何情况下都是c（Na⁺）+c（H⁺）═c（CH₃COO^-）+c（OH^-）
	C．	当醋酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应后，滴加酚酞溶液，颜色变红
	D．	反应的离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂0

5．硫化氢（H₂S）是一种有毒的可燃性气体，用H₂S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H₂S+3O₂+4KOH═2K₂SO₃+4H₂O．
（1）该电池工作时正极应通入空气（或氧气）．
（2）该电池的负极电极反应式为：2H₂S+16OH^--12e^-=2SO₃^2-+10H₂O或H₂S+8OH^--6e^-=SO₃^2-+5H₂O．
（3）该电池工作时负极区溶液的pH降低（填“升高”“不变”“降低”）
（4）有人提出K₂SO₃可被氧化为K₂SO₄，因此上述电极反应式中的K₂SO₃应为K₂SO₄，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物．实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计．
0.01mol•L^-1KMnO₄酸性溶液，1mol•L^-1HNO₃，1mol•L^-1H₂SO₄，1mol•L^-1HCl，
0.1mol•L^-1Ba（OH）₂，0.1mol•L^-1BaCl₂．

实验步骤	实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中，用pH试纸测其pH．	→试纸呈深蓝色，经比对溶液的pH约为14，说明溶液中有残余的KOH．
②继续加入足量1mol•L^-1HCl 溶液，再加入少量0.1mol•L^-1BaCl₂溶液，振荡．	→若有白色沉淀产生，则溶液中含有K₂SO₄． →若无白色沉淀产生，则溶液中没有K₂SO₄．
③另取少量电解质溶液于试管中，先加1mol•L^-1的H₂SO₄酸化，再滴入2～3滴0.01mol•L^-1KMnO₄酸性溶液，振荡．	→若KMnO₄溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K₂SO₃，若KMnO₄溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K₂SO₃

（5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度5.000mol/L．（结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M（KOH）=56，M（BaSO₄）=233，M（BaSO₃）=217）

12．

已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应时，生成-1价的氯和+6价的硫的化合物，反应速率v和反应时间t的关系如图所示．
已知这个反应的反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快，试解释：
（1）反应开始后，反应速率加快的原因是开始时，随着反应的进行，c（H⁺）不断增大，反应速率也随之增大．
（2）反应后期，反应速率下降的原因是随着时间的延长，KClO₃和NaHSO₃被消耗而愈来愈少，浓度愈来愈小，因此反应速率下降．

2．某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A还是一种植物生长调节剂，D、G是生活中常见的有机物，各物质发生如图所示的一系列化学反应．
根据如图回答下列问题：

（1）按要求填写：
A的结构式：

；B的结构简式：CH₃CH₃；
C的电子式：

；D的官能团名称羟基；G官能团的结构简式-COOH．
（2）写出⑥⑧两步反应的化学方程式，并注明反应类型：
④

（反应类型加聚反应）．
⑥2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O（反应类型氧化反应）．
⑧CH₃COOH+HO-C₂H₅$\frac{\underline{\;H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH₃COOC₂H₅+H₂O（反应类型酯化（取代）反应）．

9．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用．二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体．无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要．完成下列填空：
（1）实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫．
写出反应的化学方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．

如果硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，图中可选用的发生装置是ae （填写字母）．
（2）若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L（标准状况）二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠18.9g（保留一位小数）；如果已有4.0%亚硫酸钠（质量分数）被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠19.8 g （保留一位小数）．
（3）实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通．石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法．石灰-石膏法的吸收反应为SO₂+Ca（OH）₂→CaSO₃↓+H₂O．吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO₃+O₂+4H₂O→2CaSO₄•2H₂O．其流程如图：

碱法的吸收反应为SO₂+2NaOH→Na₂SO₃+H₂O．碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高．其流程如图：

试剂	Ca（OH）₂	NaOH
价格（元/kg）	0.36	2.9
吸收SO₂的成本（元/mol）	0.027	0.232

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是利用SO₂是酸性氧化物，可与碱反应．和碱法相比，石灰-石膏法的优点是原料易得，吸收成本低，缺点是亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞，吸收速率慢，效率低．

6．将等体积的甲烷与氯气混合于一集气瓶中，加盖后罝于光亮处，下列有关此实验的现象和结论叙述不正确的是（　　）

	A．	瓶中气体的黄绿色逐渐变浅，内壁有油状液滴形成
	B．	若日光直射可能发生爆炸
	C．	甲烷与氯气发生了取代反应
	D．	生成物只有 CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄

7．为了验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，下列装置能达到实验目的是（　　）

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