高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

H₂O₂是实验室常用的一种化学试剂。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）实验①和②的目的是_                                     　　　             　　，
（2）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。分析下图能够得出的结论是                                           。

（3）为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，则实验中需要测量的数是        。

（4）H₂O₂能氧化H2SO4 酸化的FeSO4,离子方程式为                       ；

教材中用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O。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^－1 H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－1KMnO4溶液

（1） 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）。
（2）若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO₂（标准状况下），
则在2 min末，c(MnO₄^－)＝      mol/L。
（3）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。
（4）小组同学发现反应速率总是如右图，其中t₁～t₂时间内速 率变快的主要原因可能是：①该反应放热、②                                   。

催化剂在生产和科技领域起到重大作用。为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

（1）定性分析：如图甲可通过观察                             ，定性比较得出结论。同学X观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，其结论________(填“合理”或“不合理”)，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，其它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）加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。
①实验时放出气体的总体积是           mL。
②放出1／3气体所需时间为           min。
③计算H₂O₂的初始物质的量浓度_____________。 （请保留两位有效数字）
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____＞____＞____＞____。
⑤ 解释④反应速率变化的原因  ___                         _____。

用图中所示实验装置证明氧化铜能加快约7%的双氧水的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较(即比较反应速率)。用图示装置测量产生气体的体积，其他可能影响实验的因素均已忽略，相关数据如下：

(1)从实验原理来看，实验中的“待测数据”可以指                        、也可以指                            。
(2)实验时气体收集在B中，B仪器名称是__________。若要检验产生的气体是O₂，待气体收集结束后，用弹簧夹夹住B下端乳胶管，打开单孔橡皮塞，            。

(3)为探究CuO在实验②中是否起催化作用，除与①比较外，还需补做下列实验不必写具体步骤)：a．证明CuO的化学性质没有变化，b．                                                。
(4)为证明氧化铜的化学性质在加入双氧水前后没有发生改变，你设计验证的实验是                                                           。
(5)实验开始时,当往容器中加入一定量的双氧水后,由于短时间内产生大量气体,分液漏斗内的液体不能顺利流下,为了解决这个问题,你采取的措施是                         
                                         ;
在测量生成的气体体积时,除了要注意视线与凹液面相平以外,还应注意              

催化剂在生产和科技领域起到重大作用。为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

(1)定性分析：如图甲可通过观察                             ，定性比较得出结论。同学乙观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，其结论__________(填“合理”或“不合理”)，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，其它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)加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示。

①实验时放出气体的总体积是           mL。
②放出1／3气体所需时间为           min。
③计算H₂O₂的初始物质的量浓度______。（请保留两位有效数字）
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_____＞____＞___＞ ____。
⑤解释反应速率变化的原因                                        。

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。
实验一：他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
(1)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硫酸于试管中； ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。	反应快慢： Mg>Fe>Cu	反应物的性质越活泼，反应速率越快。

该同学的实验目的是研究____________对反应速率的影响；根据控制变量法，要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是保持______________条件相同。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是_____________；应该测定的实验数据是________________________。

实验二：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

(1)控制变量是科学研究中的重要研究方法，其基本思路是，在实验研究中人为只改变一个因素(调节变量)，其他因素保持相同，观察测定因调节变量改变而改变的因素(因变量)，从而分析得到研究结论。中学化学中应用控制变量的方法研究问题的例子很多。请分析或设计：
①在研究浓度对化学反应速率的影响时，教材安排了利用Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应的一组对照实验(Na₂S₂O₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O)

烧杯 编号	加3% Na2S2O3溶液体积(mL)	加H2O体积(mL)	加(体积之比为1∶2)H2SO4溶液体积(mL)	所需时间(s)
1	5	5	2
2	7	3	2
3	10	0	2

在三个烧杯(底部有黑色“十”字标记)内分别加入表中所示体积的三种液体，搅拌并开始计时，到出现浑浊使烧杯底部“十”字看不见时停止计时。比较所需时间，得出浓度对化学反应速率影响的结论。实验中，温度和反应体系中硫酸浓度是保持相同的因素，调节变量是____________________，因变量是______________。
②运用控制变量原理设计实验，利用纯碱溶液探究温度对盐的水解的影响，简述实验方法：________________________________________________________________________。
(2)373 K时，H₂PO₃^－与OH^－发生如下反应：
H₂PO₃^－＋OH^－HPO₃^2－＋H₂O
反应结果如表所示：

H2PO3^－起始浓度(mol/L)	0.10	0.50	0.50
OH^－起始浓度(mol/L)	1.00	1.00	4.00
反应速率[mol/(L·s)]	3.2×10^－5	1.60×10^－4	2.56×10^－3

如果用v＝kc^m(H₂PO₃^－)·cⁿ(OH^－)表示反应速率(k为与浓度无关的常数)
①k＝________，m＝________，n＝________。
②若c(H₂PO₃^－)的起始浓度为0.20 mol/L，c(OH^－)的起始浓度为1.50 mol/L，则反应速率v＝________。

某研究小组为比较Al和Fe的金属性强弱，设计了图1所示的装置。

（1）甲中锥形瓶内盛放的液体是_______________________。
（2）若要比较产生气体的快慢，可以比较相同时间内产生气体的体积，也可以比较_    。
（3）为了确保“Al和Fe的金属活动性不同是导致产生气体速率不同的唯一原因”，实验时需要控制好反应条件。实验时除需保证甲中液体的体积、物质的量浓度和温度相同外，还需保证___________。
（4）某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L^－1，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液．回答下列问题：

（注：盐桥常出现在原电池中，是由琼脂和和K₂SO₄溶液构成的，用来在两种溶液中转移电子。）
(i)发生氧化反应的烧杯是_______ (填“甲”或“乙”)．
(ii)外电路的电流方向为：从______到____．(填“a”或“b”)
(iii)电池工作时，盐桥中的SO移向______(填“甲”或“乙”)烧杯．
(iv)甲烧杯中发生的电极反应式为_________．

某同学在用稀硫酸与锌粒（黄豆粒大小）制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有                                      ；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是                                 ；
（3）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有                       、                   。（例举两种措施）
（4）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
请完成此实验设计，其中：V₁=        ，V₆=       ，V₉=     ；

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH2SO4（mL）	40	V1	V2	V3	V4	V5
CuSO4（mL）	0	1	5	10	V6	40
H2O（mL）	V7	V8	V9	V10	15	0

该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高。
但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。
实验室利用反应2H₂O₂2H₂O+O₂↑可制备氧气。① 取等物质的量浓度等体积H₂O₂溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，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

实验1、2研究的是        对H₂O₂分解速率的影响。
实验2、3的目的是                                       
实验中可以表明该反应速率差异的现象是                    
② 实验室用MnO₂做该反应的催化剂，使用如右图所示装置的A部分制备O₂，避免反应过于剧烈的操作是                  

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。实验药品：铜、铁、镁、0.5mol/LH₂SO₄、2mol/LH₂SO_4、、18.4mol/LH₂SO₄
A：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2mol/L的硫酸于试管中 ②	反应速率镁>铁，铜不反应	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                                                      ；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是                                  。B：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                          。该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是                                                     。

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

（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______________________。（S元素被氧化为SO₄^2－）

“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℃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

（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是                                  。

某课外兴趣小组对双氧水（H₂O₂水溶液）做了如下实验探究。
（1）将质量相同但聚集状态不同的MnO₂分别加入5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条试之。测定结果如下：

催化剂（MnO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合不振荡	剧烈反应，使木条复燃	3.5分钟
块状		反应较慢,火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂反应的化学方程式                                       。
②实验结果说明催化剂作用的大小与                      有关。
（2）取三份含有等量H₂O₂，但质量分数不同的双氧水，分别向其中加入1克MnO₂粉末。测定结果如下：

双氧水体积	操作情况	反应完成所需的时间	收集到气体体积	反应后液体温度
a1%的150mL		11分钟	539mL	24℃
a2%的15mL	混合不振荡	1分20秒	553mL	56℃
a3%的7.5mL		9秒	562mL	67℃

请简要说明：
①反应完成所需的时间不同的原因                                    。
②反应后液体温度不同的原因                                        。
③收集到气体体积不同的原因                                        。
（3）向含有酚酞的NaOH稀溶液中，逐滴滴入10%的双氧水，红色褪去。
①已知双氧水显弱酸性，试写出H₂O₂的电离方程式：                     。
②小组讨论红色褪去的原因时，甲同学认为是双氧水显酸性所致；乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。（简要文字说明)

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

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

③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是                           。