题目内容
【题目】某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号 | T/K | 大理石规格 | HNO3浓度/mol·L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | （Ⅰ）实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； （Ⅱ）实验①和③探究温度对该反应速率的影响； （Ⅲ）实验①和④探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响； |
② | _____ | _____ | _____ | |
③ | _____ | _____ | _____ | |
④ | _____ | _____ | _____ |
（2）实验装置如图1所示，如何检验该装置的气密性________________________________
（3）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图2：依据反应方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O，计算实验①在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率________________________
（4）请在答题卡的框图中，画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。_______
【答案】298粗颗粒1.00308粗颗粒2.00298细颗粒2.00关闭分液漏斗活塞，向外拉或向内推分液漏斗的活塞，若一段时间后松开手，活塞又回到原来的位置，则证明装置气密性良好Δc(HNO3)=
= 1/110=0.009mol·L-1·s-1
【解析】
（1）本实验是由实验①做对比实验探究影响反应速率的因素，所以在设计分组实验时，要设计出分别只有浓度、温度和接触面积不同时反应速率的变化，从而找出不同外界因素对反应速率的影响。由于实验①和实验②探究HNO3浓度对该反应速率的影响，实验①和实验③探究温度对该反应速率的影响，故实验③的温度选择308K，实验①和实验④探究接触面积对该反应速率的影响，故实验④选择细颗粒的大理石；
（2）依据装置特点分析气密性的检查方法；
（3）化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图像可以计算出70至90s内生成的CO2的体积，然后根据反应式可计算出消耗的硝酸的物质的量，最后计算其反应速率；
（4）根据反应物的用量计算生成CO2的最大质量；根据影响反应速率的因素比较实验②、③和④反应速率大小，以此判断曲线斜率大小，画出图像；
（1）由实验目的可知，探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响，则实验①②的温度、大理石规格相同，只有浓度不同，实验①③中只有温度不同，实验①④中只有大理石规格不同，
故答案为（从上到下，从左到右顺序）：298；粗颗粒；1.00；308； 粗颗粒；2.00；298；细颗粒；2.00；
（2）该装置的气密性的检查方法是：关闭分液漏斗活塞，向外拉或向内推分液漏斗的活塞，若一段时间后松开手，活塞又回到原来的位置，则证明装置气密性良好；
（3）①70至90s，CO2生成的质量为：m(CO2)=0.95g－0.85g＝0.1g，
②根据方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O，可知消耗HNO3的物质的量为：n(HNO3)=
＝
mol，
③溶液体积为25mL＝0.025L，所以HNO3减少的浓度Δc(HNO3)＝
=
mol/L，
④反应的时间t＝90s－70s＝20s
⑤所以HNO3在70－90s范围内的平均反应速率为：
v(HNO3)＝Δc(HNO3)/t＝
=
mol·L－1·S－1=0.009 mol·L－1·S－1
（4）实验②、③和④所用大理石的质量均为10.00g，其物质的量为
=0.1mol，实验①、③和④所用硝酸的量相同均为：2.00mol/L×0.025L=0.05mol，依据反应方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O可知，硝酸不足，生成CO2的质量按硝酸计算得：0.05mol
×44g/mol=1.10g，实验②所用硝酸的量为1.00mol/L×0.025L=0.025mol，大理石过量，反应生成的CO2的质量为0.025mol×44g/mol=0.55g；
实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响，且HNO3浓度①>②，浓度越大，反应越快，故曲线斜率①>②；
实验①和③探究温度对该反应速率的影响，且温度③高于①，温度越高反应越快，故曲线斜率③>①；
实验①和④探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响，且实验④为细颗粒，实验①为粗颗粒，颗粒越小，表面积越大，反应越快，故反应速率④>①，故曲线斜率④>①；
根据以上特征，画出图像如下：
导学全程练创优训练系列答案【题目】乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好，可由乳酸与FeCO3反应制得:
2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O +CO2↑。
I.制备碳酸亚铁:装置如图所示。
(1)C的名称是___________。
(2)清洗仪器,检查装置气密性,A中加入盐酸,B中加入铁粉,C中加入NH4HCO3溶液。为顺利达成实验目的,上述装置中活塞的打开和关闭顺序为:关闭活塞______，打开活塞______；加入足量盐酸后,关闭活塞1,反应一段时间后,关闭活塞____,打开活塞_____。C中发生的反应的离子方程式为_______________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体:
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应。然后再加入适量乳酸。
(3)加入少量铁粉的作用是______________。从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是隔绝空气低温蒸发，________、干燥。
Ⅲ.乳酸亚铁晶体纯度的测量:
(4)若用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其原因可能是_____________________。
(5)经查阅文献后,改用Ce(SO4)2标准溶液滴定进行测定。反应中Ce4+离子的还原产物为Ce3+。测定时,先称取5.760g样品,溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成250mL溶液,每次取25.00mL,用0.1000mol/LCe(SO4)2标准溶液滴定至终点,记录数据如下表。
滴定次数 | 0.1000mol/LCe(SO4)2标准溶液体积/mL | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | |
1 | 0.10 | 19.85 |
2 | 0.12 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.70 |
则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为_________(以质量分数表示)。
【题目】溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
按下列合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了______气体。该反应为_______（填“吸热”或“放热”）反应，冷却水流向是_____________（填“上进下出”或“下进上出”），继续滴加至液溴滴完。其中仪器c的名称是________,其作用是：__________________________________。装置d的作用是：_____________________________________________________；烧瓶中发生的有机反应的方程式为：_______________________________________________。
（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。洗涤、分离有机和无机试剂，需要用到的仪器是：_____________。第一次水洗除去大部分的HBr；用NaOH溶液洗涤的作用是______________；第二次水洗的目的是：____________；每一次洗涤，有机层从_________（填“下口放出”或“上口倒出”），棕黄色的溴苯经过提纯后恢复为无色。
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是_____________。
（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质苯，要进一步提纯，下列操作中必须的是____（填入正确选项前的字母）。
A．蒸馏 B．渗析 C．分液 D．萃取
【题目】某同学探究金属Na与CO2的反应，实验如下：
实验I | 实验II | |
操作 | 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 | 将实验I的集气瓶用水冲洗，过滤。取黑色滤渣灼烧；取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液 |
现象 | ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体，瓶壁上附有白色固体 | ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成 |
下列说法不正确的是
A. 生成的黑色固体中含有CB. 白色固体是Na2O
C. 实验说明CO2具有氧化性D. 金属Na着火不能用CO2灭火