高中化学探究影响盐类水解平衡的因素实验题

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（0.5 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。

（1）甲同学的实验目的是__________________________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的主要实验条件是___________________________________。
（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用右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：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。他取了两片纯度、质量、表面积均相同、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。

Ⅰ已知：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验：

实验序号	反应温度/℃	Na2S2O3溶液	稀H2SO4	H2O
V/mL	c/(mol/L)	V/mL	c/(mol/L)	V/mL
①	20	10.0	0.10	10.0	0.50	0
②	40	V1	0.10	V2	0.50	V3
③	20	V4	0.10	4.0	0.50	V5

（1）该实验①、②可探究     对反应速率的影响，因此V₁=  ，V₂=   ；V₃=  ；
（2）实验①、③可探究     对反应速率的影响，因此V₄=   ，V₅=  ；
（3）下列有关该的相关叙述正确的是     
A．实验前，应先在一张白纸上用黑墨水笔在白纸上画粗浅一致的“+”字，衬在锥形瓶底部，实验中记录反应开始到产生的浑浊将锥形瓶底部的“+”字刚好完全遮盖所需的时间
B．该实验所需的计量仪器有量筒、温度计
C．实验时，应先将量取的Na₂S₂O₃ 和H₂SO₄溶液混合，然后置于相应温度的热水浴中反应，记录每组反应所需时间
D．每组实验至少需要两支量筒
（4）实验过程中为什么不用测量一定时间内放出SO₂气体的量来表示该反应的化学反应速率的大小？                                    。
Ⅱ利用反应：I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI可以定量测定市售硫代硫酸钠(M_r=158)的纯度，现在称取Wg硫代硫酸钠固体样品，配成250mL的溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，加入指示剂，用含有I₂为amol/L的碘水滴定，消耗碘水bmL，则：
（1）验过程中滴定管应该选择的是     （酸式或碱式）滴定管，滴定前可以选择        做指示剂，滴定终点的现象为
（2）对于该滴定实验的有关操作或误差分析正确的是     。
A．滴定前，应对滴定管、锥形瓶进行润洗操作
B．滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外，会使所测结果偏大
C．滴定管在滴定开始时尖嘴有气泡，滴定完成后气泡消失，则所测得的纯度将会偏小
D．滴定前仰视读数而滴定结束时俯视读数，则所测得的纯度将会偏小
（3）样品中硫代硫酸钠纯度的表达式为               。

污鸡净的主要成分是KMnO₄和H₂C₂O₄，可用于洗涤有霉斑的衣物。某小组同学拟探究H₂C₂O₄浓度对反应速率的影响。
实验仪器
I．实验原理
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O。
II．实验设计
（1）【方案一】测量气体产物：在相同温度下，利用下图装置，测定不同浓度H₂C₂O₄溶液与KMnO₄反应产生相同体积CO₂所需的时间（忽略CO₂溶解性的影响）。下图方框中应选择         （填编号）仪器组装量气装置，限选以下仪器：
①广口瓶、②双孔塞、③水槽、④橡胶管、⑤导管、⑥量筒、⑦秒表。

（2）【方案二】观察反应现象：在其它相同条件下，测定不同浓度H₂C₂O₄溶液与等体积等浓度KMnO₄溶液混合后，溶液褪色所需的时间。拟定实验数据：

实验序号	温度/℃	各物质的体积 / mL	反应时间
H2O	3 mol/L稀硫酸	0.1mol/L KMnO4溶液	0.6 mol/LH2C2O4溶液
1	25	3.0	2.0	4.0	6.0	t1
2	25	①	2.0	4.0	4.0	t2
3	②	7.0	2.0	4.0	2.0	t3

表中①、②处的数据分别是      、       。
III．讨论与交流
（3）小组同学在处理一系列的实验数据时，发现速率（v）-时间（t）曲线如下图所示。他们认为：0~t时间内，速率变快的可能原因是                                。

（4）实验室常用KMnO₄标准溶液滴定某浓度草酸。KMnO₄溶液置于     （填仪器名称）中，判断到达滴定终点的现象是             。若滴开始时，滴定管中有气泡，滴定结束时气泡消失，则测定结果      （填“偏高”、“偏低”、“无影响”）。

某化学小组同学向一定量加入少量淀粉的NaHSO₃溶液中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色。
（1）查阅资料知NaHSO₃与过量KIO₃反应分为以下两步进行，第一步为IO₃^－+ 3HSO₃^－=3SO₄^2－+3H⁺ + I^－，则第二步反应的离子方程式为_____________________________
（2）通过测定溶液变蓝所用时间探究浓度和温度对该反应的反应速率的影响。调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录如下：

实验编号	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反应温度/℃	溶液变蓝的时间t/s
①	15	20	10	15	t1
②	a	30	0	15	t2
③	15	b	c	30	t3

实验①②是探究______________对反应速率的影响，表中a=________；实验①③是探究温度对反应速率的影响，则表中b=________，c=________
（3）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设三：
假设一：反应生成的SO₄^2－对反应起催化作用，SO₄^2－浓度越大反应速率越快；
假设二：反应生成的H⁺对反应起催化作用，H⁺浓度越大反应速率越快；
假设三：__________________________________________________________；
……
（4）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论

 

碳酸钙、盐酸是中学化学实验中的常用试剂。
（1）甲同学拟测定CaCO₃固体与过量0.1 mol·L^－1HCl的反应速率。
① 该反应的化学方程式为_________。
② 设计两种实验方案：
方案一：通过测量_________和__________计算反应速率
方案二：通过测量_________和__________计算反应速率
③ 配制250mL 0.1 mol·L^－1HCl：量取___________mL 10 mol·L^－1HCl加入烧杯中，加适量蒸馏水，搅拌，将溶液转入__________中，洗涤，定容，摇匀。
（2）乙同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响。

限选试剂与用品：0.1 mol·L^－1HCl、颗粒状CaCO₃、粉末状CaCO₃、蒸馏水、量筒、秒表
① 设计实验方案：在固体表面积或反应物浓度不同的条件下，测定________（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
② 拟定实验表格，完整体现实验方案。（表格列数自定；列出所用试剂的用量、待测物理量和拟定的数据；数据可用字母a、b、c等表示）

物理量 实验序号	V（0.1mol/L HCl）/mL		……	实验目的：实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响；实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响
实验1			……
实验2			……
实验3			……

 

某学校研究性学习小组开展课题探究：
探究课题Ⅰ.“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/℃	其他物质
	2 mL	20
	2 mL	20	10滴饱和MnSO4溶液
	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                     。
探究课题Ⅱ.该小组查阅资料得知：C₂O₄^2－＋MnO₄^－＋H^＋→ CO₂↑＋Mn^2＋＋H₂O（未配平）,欲利用该反应测定某草酸钠（Na₂C₂O₄）样品中草酸钠的质量分数。该小组称量1.34 g草酸钠样品溶于稀硫酸中，然后用0.200 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”），请说明理由           。
（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                。

草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生反应,现用4 mL 0．001 mol/L KMnO₄溶液与2 mL 0．01 mol/L H₂C₂O₄溶液，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	10%硫酸体积/mL	温度/℃	其他物质
I	2 mL	20
II	2 mL	20	10滴饱和MnSO4溶液
III	2 mL	30
IV	1 mL	20	1 mL蒸馏水

（1）该反应的离子方程式为                 。
（2）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为               。
（3）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验I和Ⅱ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验          （用I～IV表示）。
对比实验I和IV，可以研究                    对化学反应速率的影响，实验IV中加入1 mL蒸馏水的目的是            。

为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。
实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物。
实验装置如图，气密性已检查。

已知：FeSO₄+NO＝[Fe(NO)]SO₄，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe(NO)]²⁺时突显明显棕色。
（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是  。
（2）铜片和稀硝酸反应的化学方程式为                               。
（3）本实验A生成的气体中，若有NO₂，B的实验现象为           ；若只有NO生成，B的实验现象是                             。
实验二 探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因
经过实验一，测得硝酸的浓度<6 mol•L^-1，只有NO生成。当铜片与5 mol•L^-1硝酸反应时，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。为探究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究：
探究一：研究反应过程的温度变化对反应速率的影响，实验所得曲线和现象记录如下图表。

时间/min	现象
0~15	铜表面出现气泡，但速度很慢
25	溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快
30	气泡生成速度较快，均匀冒出
45	洗气瓶中可见少量淡棕色的物质
50	溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色

（4）获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。

（5）从上述图表分析可得到的结论是                                   。

序号	温度	铜片/g	硝酸/mL	硝酸铜/g
1	25℃	①	②	③
2	25℃	5	20	0.5
3	25℃	5	20	1.0

探究二：研究化学反应产物对反应速率的影响
设计了如下实验，利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。
（6）请将上表中将实验1的实验条件填写完整①     ②    ③    
（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是              。

CuSO₄溶液对过氧化氢的分解具有催化作用，有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下的探究。
（1）请你帮助他们完成实验报告：
实验过程：在一支试管中加入5ml5%的H₂O₂溶液,然后滴入适量的FeCl₃溶液,把带火星的木条伸入试管。
实验现象：①                             
实验结论：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂
（2）以知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺和Cl^-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O;
乙同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺;
丙同学的猜想是;真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-;
你认为最不可能的是②      同学的猜想,理由是③               。
（3）同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究.请你仔细分析后填表:
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管。
实验现象：无明显现象
结论④                                   。
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的⑤         ,并把带火星的木条伸入试管.
实验现象：⑥                          。
结论：⑦                              。

某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，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）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时间。

混合液	A	B	C	D	E	F
4mol·L^-1H2SO4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

①请完成此实验设计，其中：V₁=        ，V₆=        ，V₉=         。
②反应一段时间后，实验E中的金属呈        色。
③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,请分析氢气生成速率下降的主要原因        。

酯是重要的有机合成中间体，请回答下列问题：
（1）实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为：_____________________。
（2）欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有__________________________________、
_____________________________________________等。
（3）若用下图所示的装置来制取少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能是：___________、
__________________。

（4）实验时可观察到锥形瓶中有气泡产生，用离子方程式表示产生气泡的原因：                   。
（5）此反应以浓硫酸作为催化剂，可能会造成产生大量酸性废液，催化剂重复使用困难等问题。现代研究表明质子酸离子液体可作此反应的催化剂，实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）：

同一反应时间	同一反应温度
反应温度/℃	转化率(%)	选择性(%)	反应时间/h	转化率(%)	选择性(%)
40	77.8	100	2	80.2	100
60	92.3	100	3	87.7	100
80	92.6	100	4	92.3	100
120	94.5	98.7	6	93.0	100

（说明：选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水）
①根据表中数据，下列________(填编号)，为该反应的最佳条件。
A.120℃，4h         B.80℃，2h         C.60℃，4h         D.40℃，3h
②当反应温度达到120℃时，反应选择性降低的原因可能是_________________。

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	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______________________________________。

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^－(aq)＋5H₂C₂O₄(aq)＋6H^＋(aq)＝2Mn^2＋(aq)＋10CO₂(g)＋8H₂O(l)  ΔH<0
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的体积，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，所用注射器的容积充裕）：

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）该实验探究的是              因素对化学反应速率的影响，如果实验完成时草酸与KMnO₄均有剩余，则相同时间内针筒中所得CO₂体积大小关系是：   <   （填实验序号）研究发现反应速率总是如图所示发生变化，则t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn²⁺是反应的催化剂，②              。

（3）若实验①在4 min末收集了4.48 mL CO₂（标准状况），则4 min末c(MnO₄^-)=              mol·L^-1（假设溶液混合后体积为50 mL），此4 min内的平均速率为v(H₂C₂O₄)=                。
（4）除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定                 来比较化学反应速率。

酸性KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液 紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸。
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式为                                       。
（2）滴定过程中操作滴定管的图示正确的是     

（3）若配制酸性KMnO₄标准溶液时,俯视容量瓶的刻度线，会使测得的草酸溶液浓度             。（填“偏高”、“偏低”、或“不变”）。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L^-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验（每次
实验草酸溶液的用量均为8mL）。

实验编号	温 度（℃）	催化剂用量(g)	酸性高锰酸钾溶液	实验目的 a.实验1和2探究                                                     b.实验1 和3 探究反应物浓度对该反应速率的影响； c.实验1 和4 探究催化剂对该反应速率的影响。
体积（mL）	浓度 (mol•L^-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（4）写出表中a 对应的实验目的                         ；
（5）该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验编号	溶液褪色所需时间（min）
第1 次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“当其它条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就越短，即反应速率就越快”的结论。某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到了错误的实验结论，请简述改进的实验方案_________。
（6）该实验中使用的催化剂应选择MnSO₄并非MnCl₂，原因为（离子方程式表示）为                 。

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 + 5H ₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O
【实验内容及记录】

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/ mL	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
1	20	3.0	2.0	3.0	2.0	4.0
2	20	3.0	m	2.5	n	4.8
3	20	3.0	3.0	2.0	2.0	t1
4	30	3.0	2.0	3.0	2.0	t2

（1）已知：实验1、2、3的目的是探究KMnO₄浓度对反应速率的影响。则实验2中m=   ，
n=     。如果研究温度对化学反应速率的影响，需利用实验4和     。
（2）通过查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺)随时间变化的趋势如图所示。

为进行实验探究，该小组同学通过讨论提出假设：Mn²⁺对该反应有催化作用。
①请你填写表中空白帮助该小组同学完成实验方案。

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/mL	再向试管中加入少量固体	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
5	20	3.0	2.0	3.0	2.0		t3

②能说明该小组同学提出的假设成立的实验事实是                。
（3）有人将酸性KMnO₄溶液和H ₂C₂O₄溶液的反应设计成原电池，则该原电池的正极反应式为                             。