某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法,研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定:所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.010 mol·L-1、0.0010 mol·L-1,催化剂的用量可选择0.5 g、0 g,实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液(0.10 mol·L-1)的用量均为2 mL。
⑴ 请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:

实验
编号
T/K
催化剂的用量 / g
酸性KMnO4溶液的浓度/mol·L-1
实验目的

298
0.5
0.010
a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响;
b. 实验①和   探究温度对该反应速率的影响;
c. 实验①和  探究催化剂对该反应速率的影响。

 
 
 

 
 
 

 
 
 
⑵ 某同学对实验①和②分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号
溶液褪色所需时间 t / min
第1次
第2次
第3次

14.0
13.0
11.0

6.0
7.0
7.0
① 实验②中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为           (忽略混合前后溶液的体积变化)。
② 该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下,酸性KMnO4溶液的浓度越小,所需要的时间就越短,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确       (填“是”或“否”)。他认为不用经过计算,直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系,你认为是否可行        (填“是”或“否”),若不可行(若认为可行则不填),请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方法:                                                                     

(9分)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),设计如下对比试验。
(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/K
pH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+

为以下实验作参照
298
3
6.0
0.30

探究温度对降解反应速率的影响
 
 
 
 

 
298
10
6.0
0.30
 [数据处理]实验测得p—CP的浓度随时间变化的关系如图,①②③分别代表以上三组实验测得的数据曲线。

(2)请根据实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;v(p—CP)=                     mol·L-1·s-1
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率_____。 (增大或减小)但其他文献表明,温度过高时(如接近100℃)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: _________________________
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,                            __
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:

(12分)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):

时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)(标准状况)
50
120
232
290
310
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最大______________,原因是______________________________________________。
(2)哪一时间段的反应速率最小________________,原因是___________________。
(3)求2~3分钟时间段以硫酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变,要写出计算过程)______________________________________________________。
(4)该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
①上述实验中涉及到的离子反应方程式有                                            
                                      
②硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是                               
③实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO 溶液起相似作用的是                 
④该同学通过实验进一步研究了硫酸铜的量对氢气生成速率的影响。该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
                                          

(8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。

(1)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。
该同学的实验目的是研究_____________对反应速率的影响;
根据控制变量法,要得出正确的实验结论,还需控
制的实验条件是保持______条件相同。
(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是____;应该测定的实验数据是________________________。

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、水      D、氯化锰

(12分)Ⅰ试写出中学阶段常见的两种制取氧气的化学方程式:
                                                                        
Ⅱ.实验室中通常用MnO2作催化剂分解过氧化氢,已知CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用,某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用,于是他们做了以下探究。请你帮助他们完成实验报告:
(1)实验过程:在一支试管中加入5 mL 5%的H2O2溶液,然后滴入适量的FeCl3溶液,把带火星的木条伸入试管。
实验现象:                                                  
实验结论:FeCl3溶液可以催化分解H2O2
(2)已知FeCl3在水中可解离出Fe3和Cl,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3
丙同学的猜想:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl
你认为最不可能的是       同学的猜想,理由是                            
(3)同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,并记录如下,请你仔细分析后填表:
实验过程 实验现象 结论

实验过程
实验现象
结论
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的 HCl,把带火星的木条伸入试管.
无明显现象
              
              
向盛有5 mL 5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的Fe2(SO4)3,把带火星的木条伸入试管.
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃 
              
              

 0  55874  55882  55888  55892  55898  55900  55904  55910  55912  55918  55924  55928  55930  55934  55940  55942  55948  55952  55954  55958  55960  55964  55966  55968  55969  55970  55972  55973  55974  55976  55978  55982  55984  55988  55990  55994  56000  56002  56008  56012  56014  56018  56024  56030  56032  56038  56042  56044  56050  56054  56060  56068  203614 

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