(10分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学研究的实验报告如下表:
| 实 验 步 骤 | 现 象 | 结 论 |
| ①分别取等体积的2 mol/L硫酸于试管中; ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。 | 反应快慢: Mg>Fe>Cu | 反应物的性质越活泼, 反应速率越快。 |
要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是 。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用下图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品可以是(从题中所给药品中挑选) ;
实验二:
已知: 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 = K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
(1)针对上述实验现象,某同学认为KMnO4与H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是_______________的影响。
(2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是 。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.氯化锰 D.水
(5分)某实验小组对H2O2的分解做了如下探究:
(1)下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据:
用10ml H2O2制取150ml(标准状况下)O2所需的时间(s)
| 反应条件 时间(s) 反应条件 时间(s) 浓度 | 30%H2O2 | 15%H2O2 | 10%H2O2 | 5%H2O2 |
| 无催化剂、不加热 | 几乎不反应 | 几乎不反应 | 几乎不反应 | 几乎不反应 |
| 无催化剂、加热 | 360 | 480 | t | 720 |
| MnO2催化剂、加热 | 10 | 25 | 60 | 120 |
①该实验小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 等因素对H2O2分解速率的影响。
(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15 ml 5%的H2O2溶液中,并用带火星的木条测试,结果如下:
| 催化剂(MnO2) | 操作情况 | 观察结果 | 反应完成所需的时间 |
| 粉末状 | 混合不振荡 | 剧烈反应,带火星的木条复燃 | 3.5min |
| 块状 | 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 | 30min |
①写出上述实验中发生反应的化学方程式:
②实验结果表明,催化剂的催化效果与 有关。
(9分)实验室用H2O2分解反应制取氧气时,常加入催化剂以加快反应速率,某研究性学习小组为研究催化剂FeCl3的量对O2生成速率的影响,设计了如下三组实验方案(见下表),将表中所给的试剂按一定体积混合后进行反应。
| 实验编号 试剂 | A | B | C |
| 10% H2O2/mL | 20.0 | V1 | V2 |
| 2mol/L FeCl3/ mL | 0 | 5.0 | 10.0 |
| H2O/ mL | V3 | V4 | 0 |
(1)欲用右图装置来比较该反应的反应速率快慢,当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后,可以通过测 推(计)算反应速率。
(2)为实现实验目的,则V1= ,V2= ;
V3= ,V4= 。
(3)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中反应速率最快的可能是 (填“实验编号”)
(4)已知Fe3+催化H2O2分解的机理可分两步反应进行,其中第一步反应为:2Fe3+ + H2O2 ==2Fe2+ + O2↑+ 2H+,则第二步反应的离子方程式为:
。