题目内容

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1、2所示的实验。请回答相关问题。

（1）定性分析：如图1可通过观察       ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为0.05 mol/L Fe2(SO4)3更为合理，其理由是       。
（2）定量分析：如图2所示，实验时均生成40 mL气体，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是         。
（3）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL 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3所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式                。
②实验时放出气体的总体积是        mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为：   ＞   ＞   ＞   。
解释反应速率变化的原因                   。
④H2O2的初始物质的量浓度是            （请保留两位有效数字）。

（1）产生气泡的快慢（1分）；消除阴离子不同对实验的干扰（1分）
（2）产生40 mL气体所需的时间（1分）
（3）①2H2O22H2O+O2↑（1分） ②60（1分）
③D C B A（1分）；随着反应的进行，H2O2浓度减小，反应速率减慢（1分）
④0.11 mol/L（1分）

解析试题分析：⑴该反应中产生气体，所以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；硫酸钠和硫酸铜阴离子相同，可以消除阴离子不同对实验的干扰，答案为：两支试管中产生气泡的快慢；消除阴离子不同对实验的干扰；
⑵仪器名称分液漏斗，检查气密性的方法：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；该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的，所以根据v=知，需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间，答案为：分液漏斗，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；产生40ml气体所需要的时间。
⑶从曲线的斜率可排知，反应速率越来越小，因为反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；
）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：2H2O22H2O+O2↑；
②根据图象知，第4分钟时，随着时间的推移，气体体积不变，所以实验时放出气体的总体积是60 mL；  
③根据图象结合v=知，A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D＞C＞B＞A；
反应速率与反应物浓度成正比，随着反应的进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，
④设双氧水的物质的量为x，
2H2O22H2O+O2↑
2mol             22.4L
x                0.06L
x==0.0054mol，
所以其物质的量浓度=="0.11" mol·L-1，故答案为：0.11 mol·L-1．
考点：考查探究化学规律；性质实验方案的设计。

练习册系列答案
相关题目

（8分）某温度时，在0.5L密闭容器中某一反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析求得：

（1）该反应的化学方程式为______________________________。
（2）反应开始至4min时，B的平均反应速率为____________。
（3）平衡时A的转化率为________。第4min时，正逆反应速率的大小关系为：υ(正)___υ(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”，下同），第8min时，υ(正)___υ(逆)。

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
（1）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：

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
3
900
a
b
c
d
t
 
① 实验1条件下平衡常数K=     （保留小数点后二位数字）。
② 实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值    （填具体值或取值范围）。
③ 实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2，则此时v(正)     v(逆)（填“<”、“>”、“=”）。
（2）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为   。
（3）已知BaSO4(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s)  △H1 =+571.2kJ/mol，
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s)  △H2="+226.2" kJ/mol。
则反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3=      kJ/mol。
（4）寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池，总反应为：FePO4+Li        LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，则该电池放电时的正极和负极反应式分别为：                和                 。若用该电池电解蒸馏水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有3360mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为       。(Li的相对原子质量约为7.0)

（12分）根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO2CO2＋N2。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。 
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号
实验目的
T/℃
NO初始浓度
mol/L
CO初始浓度
mol/L
同种催化剂的比表面积
m2/g
Ⅰ
为以下实验作参照
280
6.50×10-3
4.00×10-3
80
Ⅱ
 
 
 
 
120
Ⅲ
探究温度对尾气转化速率的影响
360
 
 
80
【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：

（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________
（填“增大”、“减小”、“无影响”）；

（18分）铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                         
                                                      。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是               。
（4）(NH4)2SO4“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意                。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：
 
请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                          。
（2）反应过程中持续通入N2的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，
二是                                             。
（3）由MgCl2溶液蒸发得到MgCl2·6H2O晶体，蒸发的目的是_________。
a．得到热饱和溶液      b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：                           
                                            。
②由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2的操作在             氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

某同学对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题，请填空：

实验编号
KClO3（g）
氧化物
产生气体（mL）（已折算为标况）
耗时（s）
化学式
质量（g）
实际回收
1
0.6
—
—
—
10
480
2
0.6
MnO2
0.20
90%
67.2
36.5
3
0.6
CuO
0.20
90%
67.2
79.5
4
0.6
Fe2O3
0.20
90%
67.2
34.7
5
0.6
Cr2O3
0.20
异常
67.2
188.3
 
（1）本实验的装置由下图三部分组成，其正确的接口连接顺序为                            。

（2）为证明编号2的实验中MnO2起到催化作用，还要测定反应剩余物中MnO2的质量，实验的操作顺序是：溶解→                                       。
（3）写出实验室中通过编号2制取氧气的化学方程式：                                    
（4）从上表实验数据分析，对氯酸钾受热分解有催化作用的物质，按其催化能力从大到小的顺序为     （填物质的化学式）。
（5）在进行编号5的实验时，有刺激性的黄绿色气体产生，该气体可能是      （填化学式），可用                                     试纸检验该气体，上述异常现象产生的原因是                                            。

某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中因二氧化碳逸出质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。限选试剂：（实验过程中不考虑稀硝酸的挥发）
1.0mol·L－1 HNO3、2.0mol·L－1 HNO3、细颗粒大理石、粗颗粒大理石、35 ℃水浴
(1)请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验：

实验编号
T/℃
大理石规格
HNO3浓度/mol·L－1
①
常温
粗颗粒大理石
 
②
常温
粗颗粒大理石
2.0
③
 
粗颗粒大理石
2.0
④
常温
 
2.0
 
以上表格中实验①、③、④空格处应填           、           、            。
(2)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和             。
(3)该实验小组用如图实验装置进行实验。

①除电子天平、干燥管、胶头滴管、秒表、玻璃棒、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的玻璃仪器还有        。
②干燥管中应放置的试剂是      。
A．碱石灰              B．无水CaCl2固体
C．生石灰             D．浓硫酸
③若撤除干燥管装置，所测速率           (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)
/mol·L－1
V(H2SO4)
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
2
0.10
块状
0.8
50
20
35
200
3
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
4
0.10
块状
1.0
50
20
35
125
分析上述数据，请回答下列问题。
（1）实验1和3表明，              对反应速率有影响，能表明这种影响因素的实验还有            （填实验序号）。
（2）本实验中影响反应速率的其他因素还有         ，其实验序号是       。该实验说明               ，则反应速率越快；
（3）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15 ℃）相近，推测其原因：
                                                                            。

NH4Cl溶液中的离子浓度大小关系正确的是

A． B． 
C． D． 

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