题目内容

7．某研究性学习小组为了证明在同温同压下，相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积．设计的简易实验装置如图所示．该实验的主要操作步骤如下：
①配制浓度均为l mol•L-1的盐酸和醋酸溶液；
②用酸式滴定管量取10.00mL l mol•L-1的盐酸和醋酸溶液分别加入到两个锥形瓶中；
③分别称取除去表面氧化膜的镁带a g，并系于铜丝，末端，a的数值至少为0.12；
④在广口瓶中装足量的水，按图所示连接好装置，检查装置的气密性．
⑤将铜丝向下移动，使足量镁带浸人酸中（铜丝不与酸接触），至反应完全，记录反应起止时间；
⑥反应结束后待温度恢复到室温，调整乙与丙中液面相平，读出量筒中水的体积为V mL．请将上述步骤补充完整并回答下列问题：
（1）本实验中应选用B（填序号）的量筒．
A．100mL    B．200mL    C．500mL
（2）若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为：Vm=0.2VL/mol．
（3）简述速率不等的原因盐酸与醋酸的浓度相同时c（H+）不同．

分析 ②根据酸式滴定管和碱式滴定管的使用要求来选择；
③根据化学方程式进行计算；
⑤比较化学反应速率，必须是比较一定时间之内的反应物浓度的变化或其它量的变化；
（1）根据反应的化学方程式计算生成标况下氢气的体积，然后判断量筒规格；
（2）根据气体摩尔体积Vm=$\frac{V}{n}$进行计算；
（3）从影响化学反应速率的因素来分析；根据镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验测定．

解答 解：②题中要求酸的体积10.00 mL较精确，应选酸式滴定管，如用碱式滴定管会腐蚀橡胶管，
故答案为：酸式滴定管；
③Mg+2HCl（或HAc）═MgCl2+H2↑
 24g　   2 mol　　　　　　　　 
  a    1mol/L×0.01L　　     
a=0.12 g．
故答案为：0.12；
⑤比较化学反应速率，必须是比较一定时间之内的反应物浓度的变化或其它量的变化，
故答案为：反应所需时间；
（1）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl2+H2↑
   　   2 mol　　　　　　　　　1 mol
  　   1 mol/L×0.01 L　　   n（H2）
n（H2）=0.005 mol，V（H2）=0.005 mol×22.4L/mol=0.112L=112ml，应选200 mL量筒，
故答案为：B；
（2）盐酸中氢离子的物质的量为：1mol/L×0.01L，生成氢气的物质的量为：1/2×1mol/L×0.01L，通过⑥的气体的体积为VmL=V×10-3L，Vm=$\frac{V}{n}$=$\frac{V×1{0}^{-3}}{1/2×1×0.01}$=0.2VL/mol，
故答案为：0.2VL/mol；
（3）影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强等，本题为H+浓度不同；镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验测定，所以铜丝不与酸接触，
故答案为：盐酸与醋酸的浓度相同时c（H+）不同．

点评 本题考查了物质性质实验方案的设计、探究影响反应速率的因素等知识，题目难度中等，注意掌握化学实验基本操作方法、影响化学反应速率的因素，明确物质性质实验方案的设计方法，试题培养了学生的分析、理解能力．

练习册系列答案
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9．某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度（杂质不发生反应）．查阅资料：草酸晶体（H2C204•2H20）l00℃开始失水，101.5C熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和C02．下面是可供选择的实验仪器（图中某些加热装置已略去），实验所需药品不限．

（l）最适宜加热分解草酸晶体的装置是C（试管底部略向下弯成弧形）．若选装置A可能会造成的后果是：固体药品熔化后会流到试管口；若选装置B可能会造成的后果是冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂．
（2）三种气体检验的先后次序是C（填编号）．
A．CO2、H2O、CO    B．CO、H2O、CO2     C．H2O、CO2、CO    D．H2O、CO、CO2
（3）实验利用装置“G（碱石灰）-F-D（CuO固体）-F”检验CO，则F中盛装的试剂是澄清的石灰水，证明含有CO的现象是前一个F中没有浑浊，后一个F中有沉淀，D中固体反应后从黑色变成红色．
（4）把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合，测量完全分解后所得气体的体积，测定ag草酸晶体的纯度．经实验得到气体的体积为VmL（已换算成标准状况），则草酸纯度的表达式为$\frac{126×V×1{0}^{-3}}{22.4a}$．
（5）请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值：常温时，用pH计测量0.100mol/L草酸钠溶液的pH，则c（OH-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$，并根据方案中测得的物理量，写出计算Ka2的表达式依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH计算$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1-c（O{H}^{-}）}$，Ka2=$\frac{0.1-c（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}×{K}_{w}$．．
18．工业上可用隔膜电解槽电解食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，如次氯酸钠等．
根据题意完成下列计算：
（1）某氯碱厂测得某组电解槽的阳极每小时产生气体485.92m3（折算到标准状况，下同），合2.169×104mol；测知其中Cl2的体积分数为0.985（杂质为O2），则该气体的密度为3.144g/L；阴极产生NaOH4.273×104mol（保留四位有效数字，下同）．
（2）下表提供了两极溶液浓度的变化数据（阴阳两个极区的物料不流通，忽略其中溶液的体积变化）．
阴极：NaOH溶液质量分数阳极：NaCl溶液浓度（g/L）
进料液0.30310
电解后0.32210
若某个电解槽每小时进NaOH溶液52.000kg，得到碱溶液初产品90.416kg，则阳极区每小时加入NaCl溶液0.1950m3．取碱溶液初产品中的40% 加入一定量纯水，达到阴极进料液的浓度要求，则需要加入纯水2.411L．
（3）产品之一----漂水（NaClO溶液）具有良好的消毒、漂白能力．在制漂水过程中取1L溶液，测得pH=12（忽略水解），NaClO含量为0.3725g．在一定条件下，将该溶液制成晶体，质量最多为1.335g．通过列式计算，写出该晶体的化学式．
15．已知醋酸和盐酸是日常生活中极为常见的酸，在一定条件下，CH3COOH溶液中存在电离平衡：CH3COOH═CH3COO-+H+△H＞0．
（1）常温常压下，在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（CH3COO-）=（10-5-10-9）mol/L （填数字表达式）．下列方法中，可以使0.10mol•L-1 CH3COOH的电离程度增大的是bcf（填字母）．
a．加入少量0.10mol•L-1的稀盐酸   b．加热   c．加水稀释至0.010mol•L-1    d．加入少量冰醋酸
e．加入少量氯化钠固体      f．加入少量0.10mol•L-1的NaOH溶液
（2）将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中，经过充分反应后，发现只在一种溶液中有锌粉剩余，则生成氢气的体积：V盐酸＜ V醋酸，（填“＞”、“＜”或“=”下同），反应的最初速率为：υ盐酸= υ醋酸．
（3）常温下，向体积为Va mL，pH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液Vb mL至溶液恰好呈中性，则Va与Vb的关系是：Va＜Vb；溶液中各离子的浓度按照由大到小排序为c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH）．
2．已知1-丁醇的沸点为117.7℃，乙酸的沸点为118℃，甲同学拟在浓硫酸作用下，使1-丁醇和乙酸进行酯化反应制乙酸丁酯（反应温度115～125℃）
（1）反应装置不使用水浴加热或直接加热，而采取如图加热其原因是反应温度为115～125℃不能水浴，直接加热容易炭化
（2）操作中使用相对较多乙酸的理由是乙酸相对廉价，提高1-丁醇的转化率
（3）洗涤粗产物：将粗产物移至分液漏斗中，先用水洗涤，然后用10%Na2CO3溶液洗涤至中性，再用水洗涤，分液得有机层，如果不能判断哪层是有机层，可以用从任意一层取少量液体加水，如混溶则盖层为水层，不混溶则为有机层方法来判断，对有机层，进行洗涤除杂、除水后可得到粗产品．
（4）收集产物：将干燥好的产物移至蒸馏烧瓶中，加熟蒸馏，收集125～127℃的馏分，要证明最终产物是纯净的乙酸丁酯，其方法是测定产品的沸点
乙同学拟通过蒸馏的方法将1-丁醇和乙酸的污水混合物分离开
实验步骤：①连接好装置，检查装置的气密性．②将混合物加入到蒸馏烧瓶中，并加入适量的试剂a．③加热到118℃，并收集馏分．④冷却后，再向烧瓶中加入试剂b．⑤加热到118℃，并收集馏分
（5）试剂a是生石灰，其作用是让乙酸反应后生成高沸点的离子化合物
（6）下列实验也需要用到温度计的是a、c
a．实验室制备硝基苯b．实验室制备溴苯c．实验室制备乙烯d．银镜反应．
12．下列用于硫酸铜结晶水含量测定的器具中名称正确的是（　　）
A．
三脚架		B．
研钵		C．
镊子		D．
瓷坩埚
19．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液H2O3mol/L 稀H2SO4溶液0.05mol/L KMnO4溶液
13.02.02.03.01.5
22.03.02.03.02.7
31.04.02.03.03.9
请回答：
（1）根据表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率．
（2）利用实验1中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为1.0×10-2mol/（L•min）．
（3）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+）随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+）随时间变化的实际趋势如图2所示．
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究．
①该小组同学提出的假设是Mn2+对该反应有催化作用．
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白
实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量再向试管中加入某种固体溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液H2O3mol/L 稀H2SO4溶液0.05mol/L KMnO4溶液
43.0 2.02.03.0MnSO4t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到反应过程中溶液褪色时间减少现象．
16．25℃时，在25mL 0.1mol/L的NaOH溶液中，逐滴加入0.2mol/L的CH3COOH溶液，溶液的pH变化如下图所示，下列分析的结论中正确的是（　　）
A．B点的横坐标a=12.5
B．C点时溶液中有：c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（H+）＞c（OH-）
C．D点时溶液中有：c（CH3COO-）+c（CH3COOH）=2c（Na+）
D．曲线上A、B间的任意一点，溶液中都有：c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
17．一种化学名为 2，4，4-三氯-2 羟基-二苯醚的物质（如图），被广泛应用于肥皂、牙膏等日用化学品之中，有杀菌消毒等作用．则下列有关说法中正确的是（　　）
A．该物质苯环上的一溴取代物有 6 种
B．该物质与 FeCl3溶液混合后不显色
C．该物质中所有原子一定处于同一平面
D．物质的分子式为 C12H6Cl3O2

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