(9分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,主要用于照相业作定影剂。Na2S2O3易溶于水,在酸性溶液中会迅速发生反应。
(1)完成Na2S2O3溶液与稀硫酸混合反应的化学方程式:
H2SO4+Na2S2O3= Na2SO4+H2O+ +
该反应可用于探究外界条件对反应速率的影响,完成有关的实验设计表(已知各溶液体积均为5mL):
| 实验 编号 | T/K | c(Na2S2O3)/mol·L-1 | c(H2SO4) /mol·L-1 | 实验目的 |
| ① | 298 | 0.1 | 0.1 | 实验①和②探究温度对该反应速率的影响;实验①、③和④探究反应物浓度对该反应速率的影响。 |
| ② | 308 | | | |
| ③ | | 0.2 | | |
| ④ | | 0.1 | |
“碘钟”实验中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42- 的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃时进行实验,得到的数据如下表:![]()
回答下列问题:
(1)该实验的目的是为了探究 因素对化学反应速率的影响。
(2)显色时间t2= 。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为 (填字母)
| A.<22.0s | B.22.0~44.0s | C.>44.0s | D.数据不足,无法判断 |
某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理]2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 ="==" K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
[实验内容及记录]
| 实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.2mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L 稀硫酸 | ||
| 1 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
| 2 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 5.2 |
| 3 | 3.0 | 4.0 | 1.0 | 2.0 | 6.4 |
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
(2)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4) = 。
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是 。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
| 实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL | 再向试管中加入少量固体 | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.2 mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L 稀硫酸 | |||
| 4 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | | t |
(16分)常温下,取两片质量相等、外形和组成相同表面经过砂纸打磨(完全除掉了氧化物)的铝片,分别加入到盛有体积相同、c(H+)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管(相同体积)中制取H2。实验现象如下表:
| 时间 酸 | 1 min | 2 min | 5 min | 15 min | 20 min |
| 3mol/L HCl | 少量气泡 | 较多气泡 | 大量气泡 | 反应剧烈 | 铝片耗尽 |
| 1.5mol/L H2SO4 | 均无明显现象(无气泡) | ||||
(2)分析上表数据,你得出的结论是: 。
(3)你认为出现以上现象的可能原因是(写出一个即可):
__________________________________ ___________________ _;
(4)请设计实验对你的假设进行验证:
_______________________________________________ ___________;
(5)如果上述假设都成立,要使以上稀硫酸与铝反应产生的氢气速率加快,可以采取的措施有(列举三个):
(15分)某校某班化学兴趣小组进行了下列两项试验活动:(1)探究草酸(H2C2O4)与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢;(2)测定草酸晶体的纯度。已知:①
在酸性环境下的还原产物是
;②草酸是二元弱酸。
Ⅰ.探究草酸与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢
取4支试管,分别加入
的草酸溶液
,按下表中四种方案分别加入相应的试剂,使其发生反应。四支试管中均可观察到有气泡产生,且溶液的颜色变化都为:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色,溶液褪为无色所需的时间如下表所示(表中“—”表示未加入该试剂)。
| 实验 编号 | 反应温度 (利用水浴加热) | 稀硫酸溶液 | 褪色时间 | ||
| 1 | 65℃ | — | — | 1.0mL | 100s |
| 2 | 65℃ | 10滴 | — | 1.0mL | 90s |
| 3 | 75℃ | 10滴 | — | 1.0mL | 40s |
| 4 | 75℃ | 10滴 | 加入少许 | 1.0mL | 3s |
Ⅱ.测定草酸晶体的纯度
用托盘天平称取草酸晶体
(1)实验中需要用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、250mL容量瓶外还需要的一种玻璃仪器是____________。(填仪器名称)
(2)上述
(3)若滴定过程中平均消耗酸性高锰酸钾溶液VmL,则草酸晶体的纯度为_______(以含W、V的表达式表示)。
(16分)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
(1)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 | 大理石 规格 | HNO3浓度(mol·L-1) | 实验目的 |
| ① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响;) |
| ② | | | | |
| ③ | | | | |
| ④ | | | |
(3)请在答题卡的框图中,画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
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。
(1)实验一:取等物质的量浓度等体积H2O2溶液分别进行下列实验,实验报告如下表所示。
| 序号 | 条件 | 现象 | 结论 | |
| 温度/℃ | 催化剂 | |||
| 1 | 40 | FeCl3溶液 | | |
| 2 | 20 | FeCl3溶液 | | |
| 3 | 20 | MnO2 | | |
| 4 | 20 | 无 | | |
①实验1、2研究的是 对H2O2分解速率的影响。
②实验2、3的目的是 。
(2)实验二:经研究知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:
① 定性分析:如图甲可通过观察________________________________,定性比较得出结论。
有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是__________________________。
②定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40 mL气体为准,其他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)实验三: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
(8分)“碘钟”实验中,3I-+S2O42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到的数据如下表:
| | ① | ② | ④ | ⑤ | ⑥ |
| c(I-)/mol·L-1 | 0.040 | 0.080 | 0.080 | 0.160 | 0.120 |
| c(S2O42-)/mol·L-1 | 0.040 | 0.040 | 0.080 | 0.020 | 0.040 |
| t /s | 88.0 | 44.0 | 22.0 | 44.0 | t2 |
(2)显色时间t2= 。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为 (填字母)
A.<22.0s B.22.0~44.0s C.>44.0s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析上表数据,得出的结论是
(7分)某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下方案完成实验.
| 实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
| ① | 10mL2% H2O2溶液 | 无 |
| ② | 10mL5% H2O2溶液 | 无 |
| ③ | 10mL5% H2O2溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
| ④ | 10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
| ⑤ | 10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为 .
(3)实验①和②的目的是__________________________________________.
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图.

分析上图能够得出的实验结论是 .
(14分)某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:
(一)制取氧化铜
①称取2 gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10 mL蒸馏水溶解;
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。
回答下列问题:
⑴上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_______________(填实验序号),步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是___________________;
⑵步骤③中洗涤沉淀的操作是______________________________________________
__________________________________________________________。
(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较
用右图装置进行实验,实验时均以生成25 mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:![]()
| 实验序号 | KClO3质量 | 其它物质质量 | 待测数据 |
| ④ | 1.2 g | 无其他物质 | |
| ⑤ | 1.2 g | CuO 0.5 g | |
| ⑥ | 1.2 g | MnO2 0.5 g | |
⑶上述实验中的“待测数据”指_____________;
⑷本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;
⑸若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,__________________________________________
____________________________________________________;
⑹为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a._______________________________,b.CuO的化学性质有没有改变。