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 |
(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:
。
(15分) 某同学设计了如下图所示装置(部分夹持装置已略去),该装置可以用来进行多项
实验研究。![]()
请回答:
(1)用上述装置探究影响化学反应速率的因素。
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 。
②用上述装置进行实验,以生成9.0 mL气体为计时终点,结果为t1>t2。
| 序号 | V(H2SO4)/mL | c(H2SO4)/mol·L-1 | t/s |
| Ⅰ | 40 | 1 | t1 |
| Ⅱ | 40 | 4 | t2 |
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 。
③若将锌片换成含杂质的粗锌片,且控制其他条件使其与上述实验完全一致,所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是(填序号) 。
a.石墨 b.银 c.铜 d.沙粒(二氧化硅)
(2)用上述装置测定粗锌片的纯度。
①连接好装置,检查装置气密性,称量粗锌片mg置于圆底烧瓶中,滴加足量稀硫酸,充分反应直至不再产生气体为止,测得气体体积为VL,则粗锌片的纯度为 。
②本实验在读数前对量气管的操作是 。
③本套装置中若考虑滴入的稀硫酸的体积(假设其它操作都正确),则测得的气体的体积将 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,)
(3)用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。
①圆底烧瓶中的试剂可选用(填序号) 。
a.NH4Cl溶液 b.C2H5OH c.Na2CO3溶液 d.稀硫酸
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 。
甲、乙两个实验小组分别利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响。设计实验方案如下:
甲组:通过测定生成CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。
实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中![]()
(注:实验中所用KMnO4溶液均已加人相同量H2SO4):
| 序号 | A溶液 | B溶液 |
| ① | 2 mL 0.1mol/LH2C2O4溶液 | 4 mL0.01mol/LKMnO4溶液 |
| ② | 2 mL 0.2mol/LH2C2O4溶液 | 4 mL0.01mol/LKMnO4溶液 |
(1)如何检查该装置的气密性: 。
(2)写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式(提示:H2C2O4为弱酸): 。
(3)该实验探究的是 对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器,实现该实验目的还欠缺的仪器: 。你将如何比较①②组化学反应速率大小?你的操作是 。
乙组:通过测定单位时间内KMnO4溶液浓度变化来判定反应速率快慢。
25℃时,40 mL 0.001mol/LKMnO4与38 mL0.1 mol/LH2C2O4和2 mL2.38mol/LH2SO4混合液共80 mL中KMnO4的浓度及对应时段的平均反应速率数据:
| 时间(min) | 4 | 8 | 12 | 16 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
| c(KMnO4)(10-4mol/L) | 4.58 | 4.02 | 3.36 | 2.25 | 0.72 | 0.43 | 0.23 | 0.16 | 0.13 |
| υ(KMnO4) (10-4mol/(L·min) | υ | 0.14 | 0.17 | 0.28 | 0.32 | 0.29 | 0.20 | 0.07 | 0.03 |
(4)完成上表中υ= ×10-4mol/(L·min)。
问题讨论:已知该实验过程中溶液温度几乎不变,但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大。
①你认为引起该反应速率增大的因素是 。
②请设计实验证明你的观点,写出实验步骤及结论:
| 实验步骤及结论: |
甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3 + H2O
HCOOH + CH3OH – Q(Q>0)
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
| 组分 | 物质的量/mol |
| HCOOCH3 | 1.00 |
| H2O | 1.99 |
| HCOOH | 0.01 |
| CH3OH | 0.52 |
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
(2)计算15~20min范围内:甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol/min;80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
(3)依据以上数据,推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因: 。
(4)其他条件不变,提高温度为T2,在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
为证明化学反应有一定的限度,进行如下探究活动:
I.取5mL 0.1mol/L的KI溶液,滴加5—6滴FeCl3稀溶液;
Ⅱ.继续加入2mL CCl4,盖好玻璃塞,振荡静置。
Ⅲ.取少量分液后得到的上层清液,滴加KSCN溶液。
Ⅳ.移取25.00mLFeCl3稀溶液至锥形瓶中,加入KSCN溶液用作指示剂,再用c mol/LKI标准溶液滴定,达到滴定终点。重复滴定三次,平均耗用c mol/LKI标准溶液VmL。
(1)探究活动I中发生反应的离子方程式为 。
请将探究活动Ⅱ中“振荡静置”后得到下层液体的操作补充完整:将分液漏斗放在铁架台上,静置。
。
(2)探究活动Ⅲ的意图是通过生成红色的溶液(假设溶质全部为Fe(SCN)3),验证有Fe3+残留,从而证明化学反应有一定的限度,但在实验中却未见溶液呈红色。对此同学们提出了下列两种猜想:
猜想一:Fe3+全部转化为Fe2+ 猜想二:生成的Fe(SCN)3浓度极小,其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想,查阅资料获得下列信息:
信息一:乙醚微溶于水,密度为0.71g/mL,Fe(SCN)3在乙醚中的溶解度比在水中大;
信息二:Fe3+可与[Fe(CN)6]4—反应生成暗蓝色沉淀,用K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN溶液更高。
结合新信息,现设计以下实验方案验证猜想:
①请完成下表
| 实验操作 | 现象和结论 |
| 步骤一: | 若产生暗蓝色沉淀,则 。 |
| 步骤二: | 若乙醚层呈红色,则 。 |
②写出实验操作“步骤一”中的反应离子方程式: 。
(3)根据探究活动Ⅳ,FeCl3稀溶液物质的量浓度为 mol/L。
为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验,请回答下列问题。
| 编号 | 操作 | 实验现象 |
| ① | 分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液,各滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。 | 试管A中不再产生气泡; 试管B中产生的气泡量增大。 |
| ② | 另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液 | 试管A、B中均未明显见到有气泡产生。 |
(1)过氧化氢分解的化学方程式为__________________________________________。
(2)实验①的目的是______________________________________________________。实验中滴加FeCl3溶液的目的是_________________________________________。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是__________________________________(用实验中所提供的几种试剂)。
(4)某同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如下图所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是______________________。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,照相业中用作定影剂。Na2S2O3易溶于水,在酸性溶液中与酸反应有单质硫和SO2生成。
(1)Na2S2O3溶液与稀硫酸混合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5 mL):
| 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 | |
(2)Na2S2O3还具有很强的还原性,Na2S2O3溶液与足量氯水反应的化学方程式为:
________ (提示:S元素被氧化为SO)。
(3)现有一瓶Na2S2O3固体,可能含有Na2SO4固体,请设计实验验证,写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂: 1 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 HNO3、1 mol·L-1 HCl、1 mol·L-1 NaOH、0.1 mol·L-1 BaCl2、0.01 mol·L-1 KMnO4、蒸馏水。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1:取少量固体于试管中,加蒸馏水溶解 | |
| 步骤2: | |
| 步骤3: | |