17.某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素,设计如下方案:
已知:反应的方程式(未配平):KMnO4+H2C2O4+H2SO4--K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O
(1)实验记时方法是从溶液混合开始记时,至溶液紫红色刚好褪去时记时结束.
(2)实验Ⅰ和Ⅱ研究浓度对反应速率的影响,实验Ⅰ和Ⅲ研究温度对反应速率的影响.请在上表空格中填入合理的实验数据.
(3)从实验数据分析,实验Ⅰ和Ⅳ研究催化剂对反应的影响.
(4)在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1减小,E2减小(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),反应速率增大,活化能减小,反应热不变.
| 实验编号 | 0.01mol•L-1 酸性KMnO4溶液 | 0.1mol•L-1 H2C2O4溶液 | 水 | 1mol•L-1 MnSO4溶液 | 反应温度 /℃ | 反应时间 |
| Ⅰ | 2mL | 2mL | 0mL | 0 | 20 | 125 |
| Ⅱ | 2mL | 1mL | 1mL | 0 | 20 | 320 |
| Ⅲ | 2mL | 2mL | 0mL | 0 | 50 | 30 |
| Ⅳ | 2mL | 2mL | 0mL | 2滴 | 20 | 10 |
(1)实验记时方法是从溶液混合开始记时,至溶液紫红色刚好褪去时记时结束.
(2)实验Ⅰ和Ⅱ研究浓度对反应速率的影响,实验Ⅰ和Ⅲ研究温度对反应速率的影响.请在上表空格中填入合理的实验数据.
(3)从实验数据分析,实验Ⅰ和Ⅳ研究催化剂对反应的影响.
(4)在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1减小,E2减小(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),反应速率增大,活化能减小,反应热不变.
16.
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物.现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响.
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验:
(1)请完成以下实验设计表( 表中不要留空格)
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应50~150s内的反应速率:v(p-CP)=8.0×10-6mol•L-1•s-1;
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大.但后续研究表明:温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:过氧化氢在温度过高时迅速分解;
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,反应不能(填“能”或“不能”)进行;
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来.根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:在溶液中加入碱溶液,使溶液的pH大于或等于10(其他合理答案均可).
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验:
(1)请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/K | pH | c/10-3 mol•L-1 | |
| H2O2 | Fe2+ | ||||
| ① | 为以下实验作参照 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
| ② | 探究温度对降解反应速率的影响 | 3 | |||
| ③ | 298 | 10 | 6.0 | 0.30 | |
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应50~150s内的反应速率:v(p-CP)=8.0×10-6mol•L-1•s-1;
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大.但后续研究表明:温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:过氧化氢在温度过高时迅速分解;
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,反应不能(填“能”或“不能”)进行;
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来.根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:在溶液中加入碱溶液,使溶液的pH大于或等于10(其他合理答案均可).
14.在一次学生实验中,学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,发现:铝片与稀盐酸反应现象非常明显,而和稀硫酸几乎不反应.这和教材中“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气“的说法不一致.为排除因试剂变质等因素造成的影响,该学生在教师的指导下重新进行下列实验,验证是否存在上述现象.
实验用品:仪器(略,凡是实验需要的都有)
药品:3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,相同大小的铝片(纯度>99.5%)
实验过程:往三根相同的试管中分别加入相同的铝片各一片,再往试管中分别加入等体积的3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,观察反应进行到1、2、5、15、20分钟时的铝与酸反应的情况.结果如下:
通过上述实验可知,无论是用1.5mol/L硫酸还是3.0mol/L硫酸,均无明显的现象,而3.0mol/L盐酸与铝片反应的现象却十分明显.
(1)写出铝与酸反应的离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑;
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快.
(3)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因”,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出两种即可)?
假设一:Cl-促进金属铝表面的氧化膜与H+反应;假设二:硫酸根离子对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用.
实验用品:仪器(略,凡是实验需要的都有)
药品:3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,相同大小的铝片(纯度>99.5%)
实验过程:往三根相同的试管中分别加入相同的铝片各一片,再往试管中分别加入等体积的3.0mol/L盐酸、1.5mol/L硫酸、3.0mol/L硫酸,观察反应进行到1、2、5、15、20分钟时的铝与酸反应的情况.结果如下:
| 反应进程(分钟) | 1 | 2 | 5 | 15 | 20 |
| 3.0mol/L盐酸 | 少量气泡 | 较多气泡 | 大量气泡 | 反应剧烈 | 铝片耗尽 |
| 1.5mol/L硫酸 | 均无明显现象(无气泡产生) | ||||
| 3.0mol/L硫酸 | 均无明显现象(无气泡产生) | ||||
(1)写出铝与酸反应的离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑;
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是反应放出热量,温度升高,使化学反应速率加快.
(3)根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因”,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出两种即可)?
假设一:Cl-促进金属铝表面的氧化膜与H+反应;假设二:硫酸根离子对金属铝表面的氧化膜与H+反应对起阻碍作用.
12.某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响.
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾( KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,反应原理是2IO3-+5SO32-+2H+=I2+5SO42-+H2O,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率.
(1)V1=40mL,V2=10mL.
(2)从你的理解看最先出现蓝色的一组实验是③ (填序号)
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾( KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,反应原理是2IO3-+5SO32-+2H+=I2+5SO42-+H2O,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率.
| 实验 序号 | 0.01mol/L KIO3酸性溶液 (含淀粉)的体积/mL | 0.01mol/L Na2SO3溶 液的体积/mL | 水的体 积/mL | 实验温 度/℃ | 出现蓝色 的时间/s |
| ① | 5 | 5 | V1 | 0 | |
| ② | 5 | 5 | 40 | 25 | |
| ③ | 5 | V2 | 35 | 25 |
(2)从你的理解看最先出现蓝色的一组实验是③ (填序号)
11.某化学反应2A(g)?B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0.反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述实验数据,完成下列填空:
(1)在实验1中,反应在10至20min时间内,反应物A的平均速率为0.013mol/(L•min).
(2)在实验2中,A的初始浓度C2=1.0mol/L,反应经20minA的浓度就不再发生变化,进而可推测实验2中隐含的条件是加入了催化剂.
(3)在实验3中,A的初始浓度C3>1.0mol/L(填>、=、<).
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是吸热反应(选填“吸热”、“放热”).理由是升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应.
| 浓 时间 度 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 2 | 800℃ | C2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 3 | 800℃ | C3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| 4 | 820℃ | 1.0 | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验1中,反应在10至20min时间内,反应物A的平均速率为0.013mol/(L•min).
(2)在实验2中,A的初始浓度C2=1.0mol/L,反应经20minA的浓度就不再发生变化,进而可推测实验2中隐含的条件是加入了催化剂.
(3)在实验3中,A的初始浓度C3>1.0mol/L(填>、=、<).
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是吸热反应(选填“吸热”、“放热”).理由是升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应.
9.某同学用中和滴定法测定某烧碱的纯度,实验过程如下:
(1)配制待测液
称取4.1g固体烧碱样品(杂质不与酸反应)配制成250mL溶液,需要的主要仪器有:托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管.
(2)滴定
①用碱式滴定管量取10.00mL待测液.
②向锥形瓶中加入几滴酚酞,用0.2010mol•L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,直到溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复时停止滴定.
(3)数据处理
根据上述各数据,计算待测烧碱溶液的浓度为0.4020mol•L-1,烧碱(40g/mol)的纯度为98.05%.
(4)下列操作,会导致实验结果偏低的是①②⑥(填序号);若把待测烧碱溶液放在滴定管中,则会导致实验结果偏低的是①④.
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗
②终点读数时俯视(滴定前读数准确)
③锥形瓶用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗
④酸式 管尖端气泡没有排除,滴定后消失
⑤酸式滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗
⑥振荡时锥形瓶中液滴飞溅出来.
0 155924 155932 155938 155942 155948 155950 155954 155960 155962 155968 155974 155978 155980 155984 155990 155992 155998 156002 156004 156008 156010 156014 156016 156018 156019 156020 156022 156023 156024 156026 156028 156032 156034 156038 156040 156044 156050 156052 156058 156062 156064 156068 156074 156080 156082 156088 156092 156094 156100 156104 156110 156118 203614
(1)配制待测液
称取4.1g固体烧碱样品(杂质不与酸反应)配制成250mL溶液,需要的主要仪器有:托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管.
(2)滴定
①用碱式滴定管量取10.00mL待测液.
②向锥形瓶中加入几滴酚酞,用0.2010mol•L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,直到溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复时停止滴定.
(3)数据处理
| 实验次数编号 | 盐酸溶液体积V(mL) | 氢氧化钠溶液体积V(mL) |
| 1 | 19.90 | 10.00 |
| 2 | 20.10 | 10.00 |
| 3 | 22.00 | 10.00 |
| 4 | 20.00 | 10.00 |
(4)下列操作,会导致实验结果偏低的是①②⑥(填序号);若把待测烧碱溶液放在滴定管中,则会导致实验结果偏低的是①④.
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗
②终点读数时俯视(滴定前读数准确)
③锥形瓶用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗
④酸式 管尖端气泡没有排除,滴定后消失
⑤酸式滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗
⑥振荡时锥形瓶中液滴飞溅出来.