高中化学探究影响盐类水解平衡的因素试题

有报道称Co₃O₄能催化N₂O分解，其中₂₇Co在元素周期表中属于铁系元素，其单质及化合物的性质与铁有很多相似之处。
（1）钴元素在周期表中的位置是           ；Co₃O₄中Co的化合价为               。
（2）Co₃O₄能与浓盐酸反应生成黄绿色气体，写出反应的化学方程式：               。实验反应中若消耗10mol·L^-1浓盐酸40mL，则反应中转移电子        mol，产生气体的标准状况下体积为        mL。
（3）下列关于Co₃O₄催化N₂O分解的说法正确的是        （填序号）。
A．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的增大
B．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的减少
C．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的不变
D．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的途径改变，降低了反应所需能量
E．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的途径改变，增加了反应所需能量

（4）实验测得：Co(OH)₂在空气中加热时，可得到不同价态的氧化物。固体残留率（剩余固体质量与原始固体质量比率）随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水。通过分析数据确定：在B、C之间（500℃—1000℃）范围内，剩余固体成分为：          。

合成氨是最重要的化工生产。

（1）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第       决定。

（2）合成氨反应N₂(g)＋3H₂(g)=2NH₃(g)，使用催化剂反应的△H       （填“增大”“减小”或“不改变”
（3）合成氨盐也是氨的重要用途，测定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即
现有一种纯净的铵盐，可能是硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种。称取2克该铵盐溶于水，加入足量的甲醛溶液后，再加入水配成100 mL,浴液，取出10mL，滴人酚酞后再逐滴滴入溶液，当滴到25 mL时溶液呈粉红色，且在半分钟内不褪色，则该铵盐中氮的质量分数是       。
（4 ）拆开 1mol H－H键、1mol N－H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，写出N₂+3H₂2NH₃反应的热化学方程式                           ，

在不同浓度（c）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。下列判断不正确的是

A．a=6.00

B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变

C．b＜318.2

D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇。光照下，草酸(H₂C₂O₄)能将其中的Cr₂O₇^2-转化为Cr^3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号	初始pH	废水样品体积/mL	草酸溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60

测得实验①和②溶液中的Cr₂O₇^2—浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化的离子方程式为____________________
（3）实验①和②的结果表明________________；实验①中0～t₁时间段反应速率v(Cr^3＋)＝________________mol·L^－1·min^－1(用代数式表示)。
（4）该课题组对铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe^2＋起催化作用：
假设二：____________________；
假设三：____________________；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K₂SO₄、FeSO₄、K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O、Al₂(SO₄)₃等。溶液中Cr₂O₇^2—的浓度可用仪器测定)

实验方案(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

 

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通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H₂的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①计算0～4min内H₂的化学反应速率为______________ mL/min。
②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：_______。
（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H⁺浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应的速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应没有影响；
原因Ⅱ：__________________________；
原因Ⅲ：Cl^-对反应具有促进作用，而SO₄^2-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl^-、SO₄^2-均对反应具有促进作用，但Cl^-影响更大；
原因Ⅴ：___________________________。
②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H⁺)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体 ，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na₂SO₄或K₂SO₄固体，观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中______________________，实验b中______________________，则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl^-对反应具有加速作用。

某探究小组用测量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。限选试剂：1.00 mol·L^－1 HNO₃、2.00 mol·L^－1HNO₃，细颗粒大理石、粗颗粒大理石，35℃水浴。
（1）他们能完成哪些因素对速率影响的探究？____________________。
（2）请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验：

实验编号	T/℃	大理石规格	HNO3浓度/mol·L^－1
①	常温	细颗粒	2.00
②		细颗粒	1.00
③	35℃		2.00
④	35℃		2.00

 
（3）整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和                  。
（4）该实验小组用如图实验装置进行实验。

①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的实验仪器还有___           _____。
②干燥管中应放置的试剂是________。
A．碱石灰      B．无水CaCl₂
C．P₂O₅固体     D．浓硫酸
③若撤除干燥管装置，所测速率________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na₂S₂O₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋SO₂＋S↓＋H₂O，下列各组实验中最先出现浑浊的是

KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。 现有以下实验记录：

实验编号	①	②	③	④	⑤
温度/℃	30	40	50	60	70
显色时间/s	160	80	40	20	10

回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为______________________。
（2）该实验的目的是 ___________________________。
（3）实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H₂SO₄溶液外，还需要加入的显色试剂是__________________，实验现象为：________________。
（4）上述实验操作中除了需要（3）的条件外，还必须控制不变的是________(选填字母）。
A．温度         B．试剂的浓度           C．试剂的用量(体积）
（5）若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是___________________

实验室中做如下实验：一定条件下，在容积为2.0L的恒容密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)；△H ＝QkJ/mol
（1）若A、B起始物质的量均为零，通入C的物质的量（mol）随反应时间（min）的变化情况如下表：

实验 序号		0	10	20	30	40	50	60
1	8 0 0 ℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	8 0 0 ℃	n2	0.60	0. 50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	8 0 0 ℃	n3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	7 3 0 ℃	1.0	0.90	0.80	0.75	0.70	0.65	0.65

根据上表数据，完成下列填空：
①在实验1中反应在10至20min内反应的平均速率Vc=           实验2中采取的措施是          ；实验3中n₃          1.0 mol(填“＞、＝、＜”)。
②比较实验4和实验1，可推测该反应中Q          0（填“＞、＝、＜”)，
（2）在另一反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示，根据图中所示判断下列说法正确的是

a．10～15 min可能是升高了温度
b．10～15 min可能是加入了催化剂
c．20 min时可能缩小了容器体积
d．20 min时可能是增加了B的量
（3）一定条件下，向上述容器中通入5molA (g)和3molB(g)，此时容器的压强为P(始)。反应进行并达到平衡后，测得容器内气体压强为P(始)的 。若相同条件下，向上述容器中分别通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g)，欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为P(始)的 。
①a、b、c必须满足的关系是                     （一个用a、c表示，另一个用b、c表示）
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则a的取值范围是         

用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄，二元弱酸）溶液能将KMnO₄溶液中的MnO₄^－转化为Mn²⁺。某化学小组研究发现，少量MnSO₄可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）常温下，控制KMnO₄溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。

实验 编号	温度	初始pH	0.1 mol/L草酸溶液/mL	0.01mol/L KMnO4溶液 体积/mL	蒸馏水 体积/mL	待测数据（反应混合液褪色 时间/s）
①	常温	1	20	50	30	t1
②	常温	2	20	50	30	t2
③	常温	2	40	a	b	t3

表中a、b的值分别为：a=          、b=_________
（2）该反应的离子方程式___________________________。
（3）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是_____________________________。
（4）请你设计实验验证MnSO₄对该反应起催化作用，完成下表中内容。

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验结果和结论
	若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）

（5）化学小组用滴定法测定KMnO₄溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25. 00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄酸化，再用KMnO₄溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO₄溶液VmL。滴定到达终点的现象是: __________________________；
实验中所需的定量仪器有                         （填仪器名称）。

某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略）

（1）MgCO₃的分解产物为
（2）装置C的作用是                  ，处理尾气的方法为                  
（3）将研究小组分为两组，按题图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入稀盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN）6]溶液	蓝色沉淀	蓝色沉淀
3	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无现象
4	向步骤3溶液中滴加新制氯水	红色褪去	先变红，后褪色

 
①乙组得到的黑色粉末是                  
②甲组步骤1中反应的离子方程式为                    
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为             ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为          
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是                 

2015年9月20日“长征六号”运载火箭成功将20颗微小卫星送入太空，创造了中国航天一箭多星的新纪录。“长征六号”运载火箭采用无毒环保的过氧化氢一煤油为推进剂。
（1）石油经过          可获得汽油、煤油、柴油、重油等，通过将重油_______可获得更多的汽油、煤油等轻质油。
（2）煤油中的主要组成元素是          （填元素符号）。
（3）在H₂O₂水溶液中加入少量MnO₂粉末时迅速产生大量气泡，该气体能使带火星的木条复燃，该反应中，还原产物是              （填化学式），每产生1mol气体时转移电子的物质的量为__________。
（4）H₂O₂不稳定，下列各表为在不同条件下1h内H₂O₂的分解率（均以质量分数为30%的H₂O₂溶液开始实验）：

①在60℃、pH=3.1条件下，H₂O₂的分解速率为__________mol/(L·min)（已知30%的H₂O₂溶液的密度为1.11 g/cm³，反应过程中溶液体积变化忽略不计，计算结果保留两位有效数字）。
②结合表中的规律，推测H₂O₂在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_____________（填标号）。
a．30℃、pH =13.0，H₂O₂溶液的质量分数为30%
b．70℃、pH=9．0，H₂O₂溶液的质量分数为30%
c．70℃、pH =13.0，H₂O₂溶液的质量分数为30%

在容积相同的两个密闭容器A和B中，保持温度为423K，同时向A、B中分别加入amol及bmol HI（a>b），可逆反应2HI  H₂+I₂(g)达到平衡后，下列说法正确的是
A．开始时A容器中的反应速率大于B容器中的反应速率
B．平衡时c（I₂）A=c（I₂）B
C． HI的平衡分解率：αA>αB
D．平衡时，I₂蒸气在混合气体中的体积分数：A容器>B容器

用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO₄溶液已酸化）：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L^－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L^－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－1KMnO4溶液

（1）该反应的离子方程式                            。（已知H₂C₂O₄是二元弱酸）
（2）该实验探究的是              因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO₂的体积大小关系是                  ＜              （填实验序号）。
（3）若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO₂（标准状况下），则在2 min末， c（MnO₄^－）＝__________mol/L（假设混合液体积为50mL）
（4）除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定              来比较化学反应速率。（一条即可）
（5）小组同学发现反应速率总是如图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：

①                           ；②                           。

（10分，每空2分）影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/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的硫酸于试管中 ②__________	反应速率Mg＞Fe，Cu不反应	金属的性质越活泼，反应速率越快

 
（1）甲同学表中实验步骤②为____________________
（2）甲同学的实验目的是：在相同的温度下，__________________________________。
实验二：乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。

（3）乙同学在实验中应该测定的数据是               。
（4）乙同学完成该实验应选用的实验药品是______________________；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是                          。