高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

某学习小组研究“不同条件对化学反应速率影响的探究”，选用4 mL 0.01 mol·L^－1KMnO₄溶液与2 mL 0.1 mol·L^－1 H₂C₂O₄溶液在稀硫酸中进行实验，改变条件如表：

组别	草酸的体积 /mL	温度/℃	其它物质
①	2 mL	20
②	2 mL	20	2滴饱和MnSO4溶液
③	2 mL	30
④	1 mL	20	1 mL蒸馏水

（1）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验            和             （用 ①~④表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验              和            。
（2）对比实验①和④，可以研究                 对化学反应速率的影响，实验④中加入1 mL蒸馏水的目的是                。

某化学兴趣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	0.2 mol/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

请回答：
（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数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示反应速率 v(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，如图甲所示。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乙所示。 该小组同学根据图乙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，并选择表中空白处应加入的物质。

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

A．KMnO₄       B．H₂C₂O₄      C．K₂SO₄        D．MnSO₄
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                    。

已知用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液能与KMnO₄溶液反应。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，探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，设计如下实验，则A=________，C=___________，E=___________

实验编号	温度	初始pH	0.1mol/L草酸溶液体积/mL	0.01mol/LKMnO4 溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL	待测数据(混合液褪色时间/s)
①	常温	1	20	50	30	t1
②	常温	A	B	C	30	t2
③	常温	2	40	D	E	t3

（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）小组同学发现每组实验反应速率随时间的变化总是如图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①__________________；②_________________。

（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，重复滴定三次，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）。该KMnO₄溶液的物质的量浓度为________mol/L。

某探究小组用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：催化剂的用量可选择0.5g、0g，酸性KMnO₄溶液的浓度可选择0.01mol·L^﹣1、0.001mol·L^﹣1，实验温度可选择298K、323K．每次实验KMnO₄酸性溶液的用量均为4 mL，H₂C₂O₄溶液(0.1mol·L^﹣1 )的用量均为2mL。
（1）该反应的离子方程式：                                     。
（2）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	KMnO4酸性溶液的浓度/mol·L^﹣1	实验目的
①	298	0.5	0.01	(Ⅰ )实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ )实验①和③探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ )实验①和             探究催化剂对该反应速率的影响
②
③
④

（3）在完成探究催化剂对该反应速率影响的实验时发现，未加催化剂的情况下，刚开始一段时间，反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久后突然褪色，反应速率明显加快。针对上述实验现象，同学认为高锰酸钾与草酸溶液的反应放热，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，你猜想还可能是                       。若用实验证明你的猜想．除酸性高锰酸钾溶液，草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是                       。
A．硫酸钾      B．硫酸锰      C．二氧化锰      D．水
（4）可以利用酸性高锰酸钾测定某草酸钠(Na₂C₂O₄)样品中草酸钠的质量分数，该小组称量2.68 g草酸钠样品溶于稀硫酸中，然后用0.2000 mol·L^﹣1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应 )。

①滴定前是否要滴加指示剂？         (填“是”或“否” )，当溶液             ，说明滴定达到终点。
②滴定时用            (填a或b )滴定管盛装KMnO₄标准溶液。
③达到终点时消耗了15.00 mL的高锰酸钾溶液，样品中草酸钠的质量分数为                 。

研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下实验：

（1）甲同学欲用右图所示实验来证明MnO₂是H₂O₂分解反应的催化剂。该实验          （填“能”或“不能”）达到目的，原因是               。
（2）为探究MnO₂的量对催化效果的影响，乙同学分别量取50 mL 1% H₂O₂加入容器中，在一定质量范围内，加入不同质量的MnO₂，测量所得气体体积，数据如下：

MnO2的质量/g	0.1	0.2	0.4
40s末O2体积/mL	49	61	86

由此得出的结论是            ，原因是              。
（3）为分析Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H₂O₂ ) ：

试管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加试剂	5滴0.1 mol·L^－1 FeCl3	5滴0.1 mol·L^－1 CuCl2	5滴0.3 mol·L^－1 NaCl
产生气泡情况	较快产生细小气泡	缓慢产生细小气泡	无气泡产生

 
结论是                   ，实验Ⅲ的目的是              。
（4）① 查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl₃溶液加入H₂O₂溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H₂O₂均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是       和        （按反应发生的顺序写）。
② 在上述实验过程中，分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜，由此得出选择作为H₂O₂分解反应的催化剂需要满足的条件是                。

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	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^－1 FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^－1 FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^－1 FeCl3溶液

（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_______________________________。
（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______________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_______________________。
（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__________________________。

I、某学生实验小组用50mL0．50mol•L^—1的盐酸与50mL0．50mol•L^—1的NaOH溶液在右图所示的装置中进行中和反应反应热的测定
（1）图中装置缺少的一种仪器，该仪器名称为      。

（2）将反应混合液的     温度记为反应的终止温度。
（3）下列说法正确的是

A．小烧杯内残留有水，会使测得的反应热数值偏小

B．可用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验

C．烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯

D．酸、碱混合时，应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中，以防液体外溅

II、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

（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是__________________。
（2）实验①和②的目的是____________________________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是____________________。
（3）写出实验③的化学反应方程式                      。
（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_______________________。

草酸（H₂C₂O₄）与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
【实验1】甲同学用8.00 mL 0.001 mol/L KMnO₄溶液与5.00 mL 0.01 mol/L
H₂C₂O₄溶液反应，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：

组别	KMnO4溶液 /ml	H2C2O4溶液 /ml	10%硫酸体积/mL	温度/℃	其他物质
Ⅰ	8.00	5.00	3.00	20
Ⅱ	8.00	5.00	3.00	30
Ⅲ	8.00	5.00	1.00	20	2.00 mL 蒸馏水

（1）如果研究温度对化学反应速率的影响，可用实验_________   和________   作对比（用Ⅰ～III表示）。
（2）对比实验Ⅰ和III，可以研究__________对化学反应速率的影响，实验Ⅲ中加入2.00 mL蒸馏水的目的是________________。
【实验2】乙同学在研究草酸与高锰酸钾在酸性条件下反应的影响因素时发现,草酸与酸性高锰酸钾溶液开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显,但不久后突然褪色,反应速率明显加快。
（1）针对上述现象,乙同学认为草酸与高锰酸钾反应放热,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,你猜想还可能是                的影响。
（2）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          （填字母）。A．硫酸钾      B．水     C．二氧化锰     D．硫酸锰

某化学兴趣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	0.2 mol/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

请回答：
（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数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示反应速率 (KMnO₄) =              。
（3）该小组同学根据经验绘制了(Mn²⁺) 随时间变化趋势的示意图，如图甲所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中(Mn²⁺) 随时间变化的趋势应如图乙所示。 该小组同学根据图乙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，并选择表中空白处应加入的物质。

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

A．KMnO₄      B．H₂C₂O₄     C．K₂SO₄       D．MnSO₄
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                         。

“碘钟”实验中，3I^－＋S₂O₈^2－===I₃^－＋2SO₄^2－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：

实验编号	①	②	③	④	⑤
c(I^－)/(mol·L^－1)	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c(S2O8^2^－)/(mol·L^－1)	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t/s	88.0	44.0	22.0	44.0	t2

 
回答下列问题：
（1）该实验的目的是_________________________________________________。
（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t₃的范围为____(填字母)。
A．<22.0 s
B．22.0～44.0 s
C．＞44.0 s
D．数据不足，无法判断

化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率。（已知：S₂O₃^2-＋2H^＋===H₂O＋S↓＋SO₂↑）

（1）为保证实验准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是_____________________；除如图装置所示的实验用品、仪器外，还需要的一件实验仪器是______________。
（2）若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2 min内H^＋的反应速率，而该测定值比实际值偏小，其原因是________________________。
（3）试简述测定该反应的化学反应速率的其他方法：__________________(写一种)。
Ⅱ．为探讨化学反应速率的影响因素，设计的实验方案如下表。
(已知 I₂＋2S₂O₃^2-===S₄O₆^2-＋2I^－，其中Na₂S₂O₃溶液均足量)

实验序号	体积V/mL	时间/s
Na2S2O3溶液	淀粉溶液	碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	t1
②	8.0	2.0	4.0	2.0	t2
③	6.0	2.0	4.0	Vx	t3

（4）该实验进行的目的是_____________淀粉溶液的作用是____________。表中V_x==_______mL，比较t₁、t₂、t₃大小，试推测该实验结论：___________________________

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Cr³⁺。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°C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c（H⁺）和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	初始c（H^+）	废水样品体积/mL	草酸溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL
①	1.0×10^—4	60	10	30
②	1.0×10^—5	60	10	30
③	1.0×10^—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为             （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明                      ；
实验①中0~t₁时间段反应速率（Cr³⁺）=        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：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

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
（1）可通过观察图一的现象：                ，而定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是              ，你认为还可以作何改进？                     。

图一                      图二
（2）检查图二装置气密性的方法是                        。图二所示实验中需测量的数据是                         。

（1）已知Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下（所取溶液体积均为10 mL）：

实验编号	实验温度/℃	c(Na2S2O3)/mol·L^-1	c(H2SO4)/mol·L^-1
①	25	0.1	0.1
②	25	0.2	0.1
③	25	0.1	0.2
④	50	0.2	0.1
⑤	50	0.1	0.1

其他条件不变时：探究温度对化学反应速率的影响，应选择_______________（填实验编号）；
探究浓度对化学反应速率的影响，应选择________________（填实验编号）；
若同时选择①②③溶液变浑浊的时间，探究_____________________对化学反应速率的影响。
（2）已知Na₂S₂O₃溶液与Cl₂反应时，1mol Na₂S₂O₃转移8mol电子。该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________。
甲同学设计如下实验流程探究Na₂S₂O₃的化学性质。

（Ⅰ）甲同学设计实验流程的目的是证明Na₂S₂O₃溶液具有碱性和_______________性。
（Ⅱ）加入BaCl₂溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_________________________________。
（Ⅲ）乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____________（填“甲”或“乙”），理由是__________________________________________。

为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。

（1）图一可通过观察①                定性比较得出结论。有同学提出将CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是②       ，你认为还可以作何改进？③                     。
（2）图二可用于定量比较反应的快慢，检查图二装置气密性的方法是                     。利用图二做实验时需测量的数据是                                        。