知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．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，请完成以下实验设计表．

实验编号	温度	初始pH	0.1mol/L 草酸溶液/mL	0.01mol/L KMnO₄溶的体积/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④验证MnSO₄对该反应起催化作用，完成表中内容．

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）某化学小组用滴定法测定KMnO₄溶液物质的量浓度：取W g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O，其摩尔质量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
V mL．请回答下列问题：
①该测定方法中 ______ （填“需要”或“不需要”）加入指示剂；
②计算得KMnO₄溶液的c（KMnO₄）= ______ mol/L．（请写出最后化简结果）

难度：较易

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2．某小组拟用含稀硫酸的KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液（弱酸）的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如表的方案记录实验结果（忽略溶液混合体积变化）．限选试剂和仪器：0.20 mol/LH₂C₂O₄溶液、0.010mol/L KMnO₄溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽

物理量编号	V（0.20 mol/L H₂C₂O₄溶液）/mL	V（蒸馏水）/mL	V（0.010mol/L KMnO₄溶液）/mL	M（MnSO₄ 固体）/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.0	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列问题：
（1）完成上述反应原理的化学反应方程式： ______
（2）上述实验①②是探究 ______ 对化学反应速率的影响；若上述实验②③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 ______ ．上述实验②④是探究 ______ 对化学反应速率的影响．
（3）已知草酸为二元弱酸，其两级的电离方程式分别为： ______ ；
（4）为了观察紫色褪去，草酸与高锰酸钾初始的物质的量需要满足的关系
n（H₂C₂O₄）：n （KMnO₄）最小为： ______ ．

难度：较易

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3．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）甲同学欲用上图所示实验来证明MnO₂是H₂O₂分解反应的催化剂，写出该反应的化学方程式 ______ ．
（2）为探究MnO₂的质量对催化效果的影响，乙同学分别量取50mL 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，数据如表：

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 ______ ．
（3）为分析Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解反应的催化效果，丙同学设计如表实验（三支试管中均盛有10mL 5% H₂O₂ ）：

试管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加试剂	5滴0.1mol•L^-1FeCl₃	5滴0.1mol•L^-1 CuCl₂	5滴0.3mol•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）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2FeCl₃+H₂O₂=2FeCl₂+O₂↑+2HCl和 ______ ．

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4．

Ⅰ．控制变量法是化学实验的一种常用方法．如表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据，分析以下数据，回答下列问题：

序号	硫酸的体积/mL	锌的质量/g	锌的形状	温度/℃	完全溶于酸的时间/s	生成硫酸锌的质量/g
1	50.0	2.0	薄片	25	100	m₁
2	50.0	2.0	颗粒	25	70	m₂
3	50.0	2.0	颗粒	35	35	m₃
4	50.0	2.0	粉末	25	45	5.0
5	50.0	6.0	粉末	35	30	m₅
6	50.0	8.0	粉末	25	t₆	16.1
7	50.0	10.0	粉末	25	t₇	16.1

（1）化学反应速率本质上是由 ______ 决定的，但外界条件也会影响反应速率的大小．本实验中实验2和实验3表明 ______ 对反应速率有影响，该因素对反应速率的具体影响是：其它条件相同时， ______ 反应速率越快．
（2）我们最好选取实验 ______ （填3个实验序号）研究锌的形状对反应速率的影响．我们发现在其它条件相同时，反应物间的 ______ 反应速率越快．
（3）若采用与实验1完全相同的条件，但向反应容器中滴加少量硫酸铜溶液，发现反应速率明显加快．原因是 ______ ．
（4）利用表中数据，可以求得：硫酸的物质的量浓度是 ______ mol/L．
Ⅱ．某温度时，在5L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示．请通过计算回答下列问题：
（5）反应开始至2min，Y的平均反应速率 ______ ．
（6）分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式 ______ ．

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5．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 ______ 现象，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）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略．图中仪器A的名称为 ______ ，实验中需要测量的数据是 ______ ．
（3）加入0.10mol MnO₂粉末于50mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示．
①实验时放出气体的总体积是 ______ mL．
②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 ______ ＞ ______ ＞ ______ ＞ ______ ．
③解释反应速率变化的原因 ______ ．

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6．

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题．

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5mL 5% H₂O₂溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl₃溶液．待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡．	试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增大．
②	另取两支试管分别加入5mL 5% H₂O₂溶液和5mL 10% H₂O₂溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生．

（1）过氧化氢分解的化学方程式为 ______ ．
（2）实验①的目的是 ______ ．
实验中滴加FeCl₃溶液的目的是 ______ ．
（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是 ______ （用实验中所提供的几种试剂）．
（4）某同学在50mL一定浓度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是 ______ ．
（5）对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用．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．有同学提出将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，其理由是 ______ ．
②定量分析：用图乙所示装置做对照实验，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．实验中需要测量的数据是 ______ ．

难度：较易

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7． H₂O₂不稳定、易分解，Fe³⁺、Cu²⁺等对其分解起催化作用，为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置．

（1）若利用甲实验，可通过观察 ______ 现象，从而定性比较得出结论．有同学提出将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，其理由是 ______ ，写出H₂O₂在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式： ______ ，若利用乙实验可进行定量分析，图中仪器A的名称为 ______ ，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，实验中还需要测量的数据是 ______ ．
（2）将0.1mol MnO₂粉末加入50mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示，解释反应速率变化的原因： ______ ，H₂O₂初始物质的量浓度为 ______ （保留两位有效数字）．
（3）为了加深同学们对影响反应速率因素的认识，老师让同学完成如下实验：在上述实验装置的锥形瓶内加入6.5g锌粒，通过分液漏斗加入40mL 2.5mol•L^-1的硫酸，10s时收集产生的H₂的体积为44.8mL（标准状况），用硫酸表示10s内该反应的速率为 ______ mol•L^-1•s^-1（假设反应前后溶液的体积不变）．

难度：较易

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8． H₂O₂是一种绿色试剂，在化学工业中用于生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料，医药工业用作杀菌剂、消毒剂．某化学小组欲探究双氧水的性质做了如下实验：
（1）下表是该小组研究影响过氧化氢（H₂O₂）分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mLH₂O₂制取150mLO₂所需的时间（秒）

浓度时间（秒）反应条件	30%H₂O₂	15%H₂O₂	10%H₂O₂	5%H₂O₂
无催化剂、不加热	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应
无催化剂、加热	360	480	540	720
MnO₂催化剂、加热	10	25	60	120

①研究小组在设计方案时．考虑了浓度、 ______ 、 ______ 因素对过氧化氢分解速率的影响．
②双氧水分解的方程式为 ______ ．
（2）另一研究小组拟在同浓度 Fe3+的催化下，探究H₂O₂浓度对H₂O₂分解反应速率的影响．限选试剂与仪器：30%H₂O₂、0.1mol∙L^-1FeCl₃、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器．设计实验装置，完成图1方框内的装置示意图（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）．

（3）对于H₂O₂分解反应，Cu²⁺也有一定的催化作用．为比较Fe³⁺和 Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，研究小组的同学设计了如图2所示的实验．请回答相关问题：
①可通过观察 ______ ，比较得出结论．
②有同学提出将0.1mol/L的FeCl₃溶液改为0.05mol/LFe₂（SO₄）₃更为合理，其理由是 ______ ．
（4）已知 FeCl₃溶液中主要含有 H₂O、Fe³⁺和 Cl^-三种微粒，甲同学又做了两种猜想：
猜想 1：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的 Fe³⁺
猜想 2：真正催化分解H₂O₂的是 ______
完成表格验证猜想

所需试剂	操作及现象	结论
		Cl对H₂O₂分解无催化作用

难度：较难

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9． H₂O₂不稳定、易分解，Fe³⁺、Cu²⁺等对其分解起催化作用，为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了图1、图2两种实验装置．

（1）若利用图1实验，可通过观察产生气泡的快慢定性比较得出结论．有同学提出将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃更为合理，其理由是 ______ ，写出H₂O₂在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式： ______ ．若利用图2实验可进行定理分析，图中仪器A的名称为 ______ ，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，实验中还需要测量的数据是 ______ ．
（2）将0.1mol MnO₂粉末加入50mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示，解释反应速率变化的原因： ______ ，H₂O₂初始物质的量浓度为 ______ （保留两位有效数字）．
（3）为了加深同学们对影响反应速率因素的认识，老师让同学完成如下实验：
在上述实验装置的锥形瓶内加入6.5g锌粒，通过分液漏斗加入40mL 2.5mol•L^-1的硫酸，10s时收集到产生的H₂的体积为44.8mL（标准状况），用硫酸表示10s内该反应的速率为 ______ mol•L^-1•s^-1（假设反应前后溶液的体积不变）．

难度：难

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10．某探究小组用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．所用HNO₃浓度为1.00mol・L^-1、2.00mol・L^-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为20℃、35℃，每次实验HNO₃的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g．
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/℃	大理石规格	HNO₃浓度（mol・L^-1）	实验目的
①	25	粗颗粒	2.00	（Ⅰ）实验①和②探究HNO₃浓度对该反应速率的影响；（Ⅱ）实验①和 ______ 探究温度对该反应速率的影响；（Ⅲ）实验①和 ______ 探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；
②
③		粗颗粒	2.00
④	25

难度：中等

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