题目内容
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)4·24H2O]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 ℃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，做对比实验，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 | 60 | 10 | 30 |
| ② | 5 | 60 | 10 | 30 |
| ③ | 5 | 60 | | |
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________；实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]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 |
(1)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 3 20 20
(2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响 
(4)Al3＋起催化作用 SO42—起催化作用
(5)实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论 用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验 反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72—)大于实验①中的c(Cr2O72—)则假设一成立，若两溶液中的c(Cr2O72—)相同，则假设一不成立
解析
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I．800℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温，发生反应CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g)，反应过???中测定的部分数据见下表：
| 反应时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 |
| n(CO)/mol | 1.20 | 0.90 | | 0.80 |
| n(H2O)/ mol | 0.60 | | 0.20 | |
②800℃时，化学平衡常数K的值为______________；
③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率______（填“增大”或“减小”或“不变”）。
④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生该反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体，请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。
II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2。实验数据和现象如下表所示（溶液体积均取用1mL）：
①现象III是 ；
②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等体积的NaOH溶液，请计算NaOH溶液的浓度至少达到 mol/L时，溶液中开始出现白色沉淀（Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12）。
③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡：
Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)
2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)该反应化学平衡常数的表达式为K= ，列出该反应平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的关系式 。 （1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），得到如下两组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| CO | H2O | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
| 2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以v(CO2)表示的平均反应速率为 （第二位小数）。
②该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。
③求实验2的平常常数K，要求写出计算过程，结果取二位小数。
（2）已知在常温常压下：
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式 。
（3）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如图，该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2。则负极的电极反应为 。
（4）CaCO3的KSP=2.8×10¯9。将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10¯4mol/L，则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为 。
2NH3(g) △H=－94.4kJ·mol－1。恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。
5N2O(g)+3H2O(g) △H＞0。平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如右图。请回答：在400K～600K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是 ，导致这种规律的原因是 （任答合理的一条原因）。
控制变量法是研究化学变化规律的重要思想方法。请仔细观察下表中50ml稀盐酸和1g碳酸钙反应的实验数据：
| 实验 序号 | 碳酸钙状态 | c(HCl)/mol·L-1 | 溶液温度/oC | 碳酸钙消失时间/s | |
| 反应前 | 反应后 | ||||
| 1 | 粒状 | 0．5 | 20 | 39 | 400 |
| 2 | 粉末 | 0．5 | 20 | 40 | 60 |
| 3 | 粒状 | 0．6 | 20 | 41 | 280 |
| 4 | 粒状 | 0．8 | 20 | 40 | 200 |
| 5 | 粉末 | 0．8 | 20 | 40 | 30 |
| 6 | 粒状 | 1．0 | 20 | 40 | 120 |
| 7 | 粒状 | 1．0 | 30 | 50 | 40 |
| 8 | 粒状 | 1．2 | 20 | 40 | 90 |
| 9 | 粒状 | 1．2 | 25 | 45 | 40 |
（1）本反应属于__________反应(填“吸热”或“放热”)，反应的离子方程式_____________。
（2）实验6和7表明，___________对反应速率有影响，__________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_____________(填实验序号)。
（3）根据实验1、3、4、6、8可以得出条件对反应速率的影响规律是_____________________。
（4）本实验中影响反应速率的其它因素还有________________，能表明这一规律的实验序号是1、2与____________。
草酸（H2C2O4）溶液与酸性KMnO4溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设，并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ：在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液，在其中一支试管中先加入少量MnSO4固体再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间，如表1：
| 试 管 | 未加MnSO4的试管 | 加有MnSO4的试管 |
| 褪色时间 | 30 s | 2 s |
实验Ⅱ：另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液，在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间，如表2：
| 试 管 | 未滴加稀硫酸的试管 | 滴加了稀硫酸的试管 |
| 褪色时间 | 100 s | 90 s |
实验Ⅲ：另取3支试管分别加入5 mL等浓度H2C2O4溶液，然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间，如表3：
| 试 管 | 滴入10滴稀硫酸的试管 | 加入1 mL稀硫酸的试管 | 加入2 mL稀硫酸的试管 |
| 褪色时间 | 70 s | 100 s | 120 s |
（1）实验Ⅰ得出的结论是_____。
（2）比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是：_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO4溶液的反应有影响
③加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO4溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小
④在酸性范围内，pH值越小对反应越有利[
（3）写出草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式：____。实验室利用该反应标定未知浓度H2C2O4溶液，滴定终点的现象是：溶液颜色_____，且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO4溶液体积会导致测得H2C2O4溶液的浓度____（选填：偏大、偏小、无影响）。
（4）有同学根据查阅的资料提出KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为：
上述实验中，实验_____可证明这个历程是可信的。
（1）Zn粒和稀盐酸反应一段时间后，反应速率会减慢，当加热或加入浓盐酸后，反应速率明显加快。由此判断，影响化学反应速率的因素有 和 。
（2）为探究锌与盐酸反应过程的速率变化，某同学的实验测定方法是：在100ml稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（氢气体积已换算为标准状况）：
| 时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 体积/mL | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
①哪一时间段反应速率最大 （填“0~1 min”或“1~2 min”或“2~3 min”或“3~4 min”或“4~5min”）。
②2~3 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变）为 。
③试分析1~3min时间段里，反应速率变大的主要原因 。
在100mL1.0×10－4mol/L的KCl溶液中，加入100mL2.0×10－6mol/L的AgNO3溶液，下列说法正确的是（ ）
| A．有AgCI沉淀生成 | B．无AgCI沉淀生成 | C．有沉淀生成但不是AgCI | D．无法确定 |