高考化学专题题库∶化学反应速率与化学平衡的综合题及答案 下载本文

L-1H2C2O4溶液、0.010 mol·L-1KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、选试剂和仪器:0.20 mol·量筒、秒表、恒温水浴槽 物理量 ① ② ③ V(0.20 mol·L-1 H2C2O4溶液)/mL 2.0 2.0 1.0 V(蒸馏水)/mL 0 0 0 L-1 V(0.010 mol·KMnO4溶液)/mL 4.0 4.0 4.0 T/℃ 50 25 25 乙

(1)上述实验①、②是探究__________对化学反应速率的影响;若上述实验②、③是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为_____________;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写___________ 。

[测定H2C2O4·xH2O 中x值] 已知:M(H2C2O4)=90 g·mol-1

①称取 1.260 g 纯草酸晶体,将其酸制成 100.00 mL 水溶液为待测液; ②取 25.00mL 待测液放入锥形瓶中,再加入适的稀H2SO4; L-1的 KMnO4标准溶液进行滴定。 ③用浓度为 0.05 000 mol·

(2)请写出与滴定有关反应的离子方程式_________________________________________。 (3)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如下,最合理的是________ (选填 a、b)。

(4)由图可知消耗KMnO4溶液体积为__________________________________________mL。 (5)滴定过程中眼睛应注视________________________。

(6)通过上述数据,求得x= ____ 。以标准KMnO4溶液滴定样品溶液的浓度,未用标准KMnO4溶液润洗滴定管,引起实验结果________(偏大、偏小或没有影响) 。

【答案】温度 1.0 溶液褪色时间/s 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O b 20.00 锥形瓶中颜色变色 2 偏小 【解析】 【分析】 【详解】

(1)探究影响化学反应速率因素,要求其他条件不变,即①②探究温度对化学反应速率的影响;混合溶液的总体积都是6.0mL,因此a=1.0;反应的快慢是通过酸性高锰酸钾溶液的褪色快慢来确定的,因此乙中要测定的物理量是溶液褪色时间,单位为s;

(2)草酸具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,把C转化成CO2,本身被还原成Mn2+,

根据化合价升降法,进行配平,因此离子反应方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑

+2Mn2+8H2O;

(3)酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物质,碱式滴定管只能盛放碱性溶液,即b正确; (4)滴定前刻度为0.90ml,滴定后刻度是20.90ml,消耗高锰酸钾的体积为(20.90-0.90)mL=20.00mL;

(5)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化;

(6)100mL溶液中草酸物质的量为20×10-3×0.05×5×100/(2×25)mol=0.01mol,1.260÷(90+18x)=0.01,解得x=2;未用待盛液润洗滴定管,稀释标准液,消耗高锰酸钾体积增大,草酸的质量增大,x偏小。

4.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格): 编号 ① ② ③ 实验目的 为以下实验作参照 醋酸浓度的影响 __ 碳粉/g 0.5 0.5 0.2 铁粉/g 2.0 __ 2.0 醋酸/% 90.0 36.0 90.0 (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_____________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了__(“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是___________________________________。

(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二: 假设一:发生析氢腐蚀产生了气体; 假设二:______________________________; ……

(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):__________

【答案】2.0 碳粉含量的影响 吸氧 还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O) 反应放热,温度升高,体积膨胀 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程) ①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管) ②通入氩气排净瓶内空气;

③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。 如果瓶内压强增大,假设一成立。否则假设一不成立。 (本题属于开放性试题,合理答案均给分) 【解析】 【详解】

(1)探究影响化学反应速率,每次只能改变一个变量,故有②中铁的量不变,为2.0g; ③中改变了碳粉的质量,故为探究碳粉的量对速率的影响。

(2) t2时,容器中压强明显小于起始压强,说明锥形瓶中气体体积减小,说明发生了吸氧腐蚀,碳为正极,铁为负极,碳电极氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:还原;O2+2H2O+4e-=4OH-;

(3) 图2中0-t1时压强变大的原因可能为:铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应,温度升高时锥形瓶中压强增大,所以假设二为:反应放热使锥形瓶内温度升高,故答案为:反应放热使锥形瓶内温度升高;

(4)基于假设一,可知,产生氢气,发送那些变化,从变化入手考虑 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)

①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管) ②通入氩气排净瓶内空气;

③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。 如果瓶内压强增大,假设一成立。否则假设一不成立。 (本题属于开放性试题,合理答案均给分)。

5.甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):

甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验,其中A、B的成分见表: 序号 ① ② ③ A溶液 2mL0.2mol/LH2C2O4溶液 2mL0.1mol/LH2C2O4溶液 2mL0.2mol/LH2C2O4溶液 B溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液 4mL0.01mol/LKMnO4溶液和少量MnSO4 (1)该反应的离子方程式为____;

乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验 实验编号 水/mL 0.5mol/LH2C2O4/mL 0.2mol/L KMnO4/mL 时间/s 1 10 5 5 40 2 5 10 5 20 3 0 10 10 10 4 X 5 10 ___ (2)X=___,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是____。 (3)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,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。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表: 时间/S 温度/℃ 0 25 5 26 10 26 15 26 20 26.5 25 27 30 27 结合实验目的与表中数据,你得出的结论是____。

(4)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是____的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是___。 a.硫酸钾 b.水 c.氯化锰 d.硫酸锰

【答案】5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 5 H2C2O4的量太少,KMnO4过量 反应速率加快不是温度的影响 催化剂 d 【解析】 【详解】

(1)KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水,该反应的离子方程式

-++

为:5H2C2O4+2MnO4+6H=10CO2↑+2Mn2+8H2O;

(2)为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为20,则X=20-10-5=5;环境表中数据可知H2C2O4的量太少,KMnO4过量,所以4号实验中始终没有观察到溶液褪色;

(3)根据表中数据知,20s时温度不最高,但20s前突然褪色,说明温度不是反应速率突然加快的原因;

(4)KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰,锰离子有催化作用,所以猜想还可能是催化剂的作用,要想验证锰离子的催化作用,在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可,答案选d。 【点睛】