题目内容

12．H2O2作为氧化剂在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验．请回答下列问题：
（1）定性分析：图甲可通过观察产生气泡的快慢，定性比较得出结论．有同学提出将FeCl3溶液改为Fe2（SO4）3溶液更合理，其理由是消除阴离子不同对实验的干扰．

（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为分液漏斗，检查该装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段后松手，过一段时间后看活塞是否回到原位，实验中需要测量的数据是产生40mL气体所需的时间．
（3）加入0.1mol MnO2粉末于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所示．
①写出H2O2在MnO2作用下发生反应的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
②A、B、C、D各点反应速率由大到小的顺序为D＞C＞B＞A．
③反应速率由D到A逐渐变化的原因是：随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，（填“增大”或“减小”）反应速率逐渐减慢．（填“加快”或“减慢”）
④计算H2O2的初始物质的量浓度为0.11 mol/L．（保留两位有效数字）

分析 （1）比较反应速率的大小可通过生成气泡的快慢来判断，根据H2O2分解的催化作用有可能是氯离子起的作用，改为Fe2（SO4）3使阴离子相同，更为合理；
（2）A仪器名称是分液漏斗，检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位；该反应是通过反应速率分析的，所以根据v=$\frac{△V}{△t}$分析；
（3）①在二氧化锰催化作用下，双氧水分解生成氧气和水；
②根据v=$\frac{△V}{△t}$比较反应速率快慢；
③随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢；
④根据氧气的量计算双氧水的物质的量，再根据C=$\frac{n}{V}$计算物质的量浓度．

解答 解解：（1）该反应中产生气体，可根据生成气泡的快慢判断，氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同，无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用，硫酸铁和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，
故答案为：产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
（2）结合乙图装置，该气密性的检查方法为：关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位；反应是通过反应速率分析的，根据v=$\frac{△C}{△t}$，所以，实验中需要测量的数据是时间（或收集一定体积的气体所需要的时间）．
故答案为：分液漏斗；活塞是否回到原位；产生40mL气体所需的时间；
（3）①在二氧化锰作催化剂条件下，双氧水分解生成水和氧气，反应方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，
故答案为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
②根据图象结合v=$\frac{△V}{△t}$知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A，故答案为：D＞C＞B＞A；
③反应速率由D到A逐渐变化的原因是：随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢，
故答案为：减小；减慢；
④设双氧水的物质的量为x，
2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H2O+O2↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x=0.0054mol，
所以其物质的量浓度=$\frac{0.0054mol}{0.05L}$=0.11 mol•L-1，故答案为：0.11mol/L．

点评 本题主要考查了催化剂的作用及化学反应速率的影响因素等知识点，要会分析将FeCl3改为Fe2（SO4）3更为合理的理由，根据v=$\frac{△C}{△t}$来设计实验，通过得到气体的体积和时间的关系确定影响反应速率的因素，难度中等．

练习册系列答案
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18．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分．

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19．人民网北京2015年12月1日电，为了应对持续的雾霾天气，京津冀区域多个城市迅速启动应急响应，落实应对措施．雾霾成分中含有氮的氧化物，利用反应NO2+NH3→N2+H2O制作如图所示的电池，用以消除氮氧化物的污染．下列有关该电池的说法一定正确的是（　　）
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16．某溶液中的阳离子有四种，分别是NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，溶液中大量减少的金属离子是（　　）
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7．某研究性学习小组向一定量的NaHSO3溶液（加入少量淀粉）中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色．为进一步研究有关因素对反应速率的影响，探究如下．
（1）查阅资料 知NaHSO3与过量KIO3反应分为两步进行，且其反应速率主要由第一步反应决定．已知第一步反应的离子方程式为IO3-+3HSO3-═3SO42-+I-+3H+，则第二步反应的离子方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O．
（2）通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响，记录如下．
编号0.01mol/LNaHSO3溶液/mL0.01mol/L KIO3
溶液/mL		H2O/mL反应温度
/℃		溶液变蓝所用时间t/s
①6.010.04.015t1
②6.014.0015t2
③6.0ab25t3
实验①②是探究KIO3溶液的浓度对反应速率的影响，表中t1＞t2（填“＞”、“=”或“＜”）；
实验①③是探究温度对反应速率的影响，表中a=10.0，b=4.0．、
（3）将NaHSO3溶液与KIO3溶液在恒温条件下混合，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率
逐渐增大．该小组对其原因提出如下假设，请你完成假设二．
假设一：生成的SO42-对反应起催化作用；
假设二：生成的I-或H+对反应起催化作用；
…
（4）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容．
实验步骤（不要求写出具体操作过程）预期实验现象和结论
在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（甲）
在烧杯乙中先加入少量①Na2SO4粉末，其他条件与甲完全相同，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（乙）		②若v（甲）=v（乙），则假设一不成立
③若v（甲）＜v（乙），则假设一成立
（填“＞”、“=”或“＜”）
17．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响（注：破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应）．
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe（CN）6]3-两种形式存在．
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计．
③[Fe（CN）6]3-较CN-难被双氧水氧化，且pH越大，[Fe（CN）6]3-越稳定，越难被氧化．
【实验过程】
在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：
（l）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）
实验
序号		实验目的初始pH废水样品体积/mLCuSO4溶液的体积/mL双氧水溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL
①为以下实验操作参考760101020
②废水的初始pH对破氰反应速率的影响1260101020
③双氧水的浓度对破氰反应速率的影响760102010
实验测得含氰废水中的总氰浓度（以CN-表示）随时间变化关系如图所示．
（2）实验①中20～60min时间段反应速率：υ（CN-）=0.0175mol•L-1•min-1．
（3）实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是初始pH增大，催化剂Cu2+会形成Cu（OH）2沉淀，影响了Cu2+的催化作用（或初始pH增大，[Fe（CN）6]3-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化）（填一点即可）．在偏碱性条件下，含氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO3-，同时放出NH3，试写出该反应的离子方程式：CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-．
（4）该兴趣小组同学要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用，请你帮助他设计实验并验证上述结论，完成下表中内容．（己知：废水中的CN-浓度可用离子色谱仪测定）
实验步骤（不要写出具体操作过程）预期实验现象和结论
分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的CN-浓度相同时间内，若甲试管中的CN-浓度小于乙试管中的CN-浓度，则Cu2+对双氧水破氰反应起催化作用；若两试管中的CN-浓度相同，则Cu2+对双氧水破氰反应不起催化作用
4．1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念．电负性（用X表示也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：
元素HLiBeBCNOF
电负性2.11.01.52.02.53.03.54.0
元素NaMgAlSiPSClK
电负性0.91.51.72.33.00.8
请仔细分析，回答下列有关问题：
①预测元素周期表中，X值最小的元素位置和名称：第六周期第IA族，铯（放射性元素除外）．
②根据表中的所给数据分析，同周期内的不同元素X的值变化的规律是随着原子序数的增大而增大
通过分析X值变化规律，确定P、Mg 的X值范围：1.7＜X（P）＜2.3，1.5＜X（Mg）＜0.9．
③经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键．试推断AlCl3、Al2O3中形成的化学键的类型分别为共价键、离子键（填离子键或共价键）
④根据所学分子的立体构型和杂化方式来填写下列表格
微粒BeCl2H2SNH3CO32-BF3
中心原子杂化方式
微粒的空间构型
1．将转变为 的方法为（　　）
A．与足量的NaOH溶液共热后，再通入CO2
B．与氢氧化钠溶液热，通入足量的HCl
C．与稀H2SO4共热后，加入足量的Na2CO3
D．与稀H2SO4共热后，加入足量的NaOH
2．如图1为实验室制取氨气的实验装置．

（1）写出A中所发生反应的化学方程式2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）在收集氨气时试管口棉花的作用是防止空气对流，使收集的氨气纯净．
（3）下列操作不能用于检验NH3的是C
A．气体使湿润的酚酞试纸变红           B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．气体与蘸有浓H2SO4的玻璃棒靠近     D．气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
（4）一位学生用制得的氨气，按图2装置进行喷泉实验，烧瓶已充满干燥的氨气，打开止水夹，挤压胶头滴管让少许水进入烧瓶即可引发喷泉实验，这是利用了氨气极易溶于水的性质．
（5）另一学生积极思考产生喷泉的其他方法，设计了图3装置．首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后产生喷泉的是A．
A．CaCO3粉末和浓盐酸             B．NaHCO3溶液与稀NaOH溶液
C．HCl和AgNO3溶液               D．HCl和无色酚酞溶液．

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