知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

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℃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（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：Fe²⁺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
______	______

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2．某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素，设计如下方案：

实验编号	0.01mol•L^-1酸性KMnO₄溶液	0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液	水	反应温度/℃	反应时间/s
①	5.0mL	5.0mL	0	20	125
②	V₁	V₂	2.0mL	20	320
③	5.0mL	5.0mL	0	50	30

反应方程式为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
（1）实验的记时方法是从溶液混合开始记时，至 ______ 时，记时结束．
（2）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，则V₁= ______ mL，V₂= ______ mL．
（3）下列有关该实验的叙述正确的是 ______ ．
A．实验时必须用移液管或滴定管来量取液体的体积
B．实验时应将5.0mLKMnO₄溶液与5.0mL H₂C₂O₄溶液混合后，立即按下秒表，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时，按下秒表，记录读数．
C．在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性
D．实验①和③可研究温度对反应速率的影响
（4）某小组在进行每组实验时，均发现该反应是开始很慢，突然会加快，其可能的原因是 ______ ．

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3．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气（标准状况下），实验记录如下（累计值）：
时间（min） 1 2 3 4 5
氢气体积（mL） 50 120 232 290 310
（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反应速率最大 ______ ．
（2）2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率 ______ ．（设溶液体积不变）
（3）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：
A．蒸馏水、B．NaCl溶液、C．NaNO₃溶液　D．CuSO₄溶液 E．Na₂CO₃溶液，你认为可行的是 ______ ．

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4．某学习小组对影响速率的因素和氧化还原反应滴定进行探究：
探究I“影响化学反应速率的因素”，选用4mL0.01mol/LKMn04溶液与2mL0.1mol/L 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
①	2Ml	20	无
②	2mL	20	10滴饱和MnS04溶液
③	2mL	30	无
④	1mL	20	1mL蒸馈水

（1）实验①和②的目的是 ______ ；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验 ______ ．
（2）对比实验①和④，可以研究反应物的浓度对化学反应速率的影响，实验④中加入1mL蒸馏水的目的是 ______ ．
探究II．该小组查阅资料得知：2Mn0₄^_+5C₂0₄^2_+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，欲利用该反应测定某草酸钠（Na₂C₂0₄）样品中草酸钠的质量分数．该小组称量1.34g草酸钠样品溶于稀硫酸中，然后用0.200mol/L的酸性高键酸钾溶液进行滴定（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”）
（2）下列操作中可能使所测Na₂C₂0₄溶液的浓度数值偏低的是
A．酸式滴定管未用标准酸性高锰酸钾溶液润洗就直接注入酸性高锰酸钾溶液
B．滴定前盛放Na₂C₂0₄溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取酸性高锰酸钾溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（3）达到终点时消耗了15.00mL的高锰酸钾溶液，样品中草酸钠的质量分数为 ______ ．

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5．某化学兴趣小组为了测定某草酸晶体的纯度及硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应的化学反应速率大小的影响因素，设计了如下实验．化学反应如下：
KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄-K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O（未配平）  实验主要步骤如下：
Ⅰ．称取2.80g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）配成100ml草酸溶液
Ⅱ．取25.00ml草酸溶液于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用0.1000mol•L^-1酸性高锰酸钾溶液滴定，消耗KMnO₄溶液20.00ml
Ⅲ．测定化学反应速率．
（1）根据步骤Ⅱ请回答：
①完成酸性高锰酸钾溶液和H₂C₂O₄（已知草酸为弱酸）溶液反应的离子方程式： ______
②高锰酸钾溶液应盛装于 ______ （如图，填“甲”或“乙”）滴定管．
③滴定到达终点的判断标志是： ______ ．
④该草酸晶体的质量分数为： ______
⑤下列造成草酸晶体质量分数偏高的是 ______
A、滴定终点读数时俯视  B、滴定前有气泡，滴定后气泡消失
C、润洗锥形瓶          D、滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁
（2）取3支大小规格相同的试管，向试管中分别加入2mL 0.1mol．L^-1酸性KMnO₄ 溶液，将其中一支试管放入冰水中，另一支试管放入80℃的热水中，第3支试管置于室温下（25℃）．再向试管中同时加入2mL 0.1mol．L^-1H₂C₂O₄．请回答下列问题：
①第3支试管置于室温下（25℃），有什么作用？ ______
②放在冰水中的试管在10秒时刚好反应完全，则用KMnO₄表示的化学反应速率为v（KMnO₄）= ______ ．

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6．

氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注．
Ⅰ．某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照下表所示的方案完成实验．

实验编号	反应物	催化剂
①	10mL 2%H₂O₂溶液	无
②	10mL 5%H₂O₂溶液	无
③	10mL 5%H₂O₂溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液
④	10mL 5%H₂O₂溶液+少量HCl溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液
⑤	10mL 5%H₂O₂溶液+少量NaOH溶液	1mL 0.1mol•L^-1FeCl₃溶液

（1）实验①和②的目的是 ______ ．
同学们进行实验时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方法是 ______ （填一种即可）．
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示．分析该图能够得出的实验结论是 ______ ．

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7．某研究性学习小组向一定量的NaHSO₃溶液（加入少量淀粉）中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色．为进一步研究有关因素对反应速率的影响，探究如下．
（1）查阅资料知NaHSO₃与过量KIO₃反应分为两步进行，且其反应速率主要由第一步反应决定．已知第一步反应的离子方程式为IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，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来探究外界条件对该反应速率的影响，记录如下．

编号	0.01mol/LNaHSO₃溶液/mL	0.01mol/L KIO₃ 溶液/mL	H₂O/mL	反应温度 /℃	溶液变蓝所用时间t/s
①	6.0	10.0	4.0	15	t₁
②	6.0	14.0	0	15	t₂
③	6.0	a	b	25	t₃

实验①②是探究 ______ 对反应速率的影响，表中t₁______ t₂（填“＞”、“=”或“＜”）；
实验①③是探究温度对反应速率的影响，表中a= ______ ，b= ______ ．、
（3）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液在恒温条件下混合，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率
逐渐增大．该小组对其原因提出如下假设，请你完成假设二．
假设一：生成的SO₄^2-对反应起催化作用；
假设二： ______ ；
…
（4）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容．

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论
在烧杯甲中将一定量的NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（甲）在烧杯乙中先加入少量① ______ ，其他条件与甲完全相同，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（乙）	②若v（甲） ______ v（乙），则假设一不成立 ③若v（甲） ______ v（乙），则假设一成立（填“＞”、“=”或“＜”）

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8．

某学校研究性学习小组开展课题探究：
探究课题Ⅰ\(\rm{.}\)“不同条件对化学反应速率影响的探究”，选用\(\rm{4mL}\) \(\rm{0.01mol⋅L^{-1}KMnO_{4}}\)溶液与\(\rm{2mL}\) \(\rm{0.1mol⋅L^{-1}}\) \(\rm{H_{2}C_{2}O_{4}}\)溶液在稀硫酸中进行实验，改变条件如表：

组别	草酸的体积\(\rm{(mL)}\)	温度\(\rm{/℃}\)	其他物质
\(\rm{①}\)	\(\rm{2mL}\)	\(\rm{20}\)
\(\rm{②}\)	\(\rm{2mL}\)	\(\rm{20}\)	\(\rm{10}\)滴饱和\(\rm{MnSO_{4}}\)溶液
\(\rm{③}\)	\(\rm{2mL}\)	\(\rm{30}\)
\(\rm{④}\)	\(\rm{1mL}\)	\(\rm{20}\)	\(\rm{1mL}\)蒸馏水

\(\rm{(1)}\)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验 ______ 和 ______ \(\rm{(}\)用 \(\rm{①～④}\)表示，下同\(\rm{)}\)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验 ______ 和 ______ ．
\(\rm{(2)}\)对比实验\(\rm{①}\)和\(\rm{④}\)，可以研究 ______ 对化学反应速率的影响，实验\(\rm{④}\)中加入\(\rm{1mL}\)蒸馏水的目的是 ______ ．
探究课题Ⅱ\(\rm{.}\)该小组查阅资料得知：\(\rm{C_{2}O_{4}^{2-}+MnO_{4}^{-}+H^{+}→CO_{2}↑+Mn^{2+}+H_{2}O(}\)未配平\(\rm{)}\)，欲利用该反应测定某草酸钠\(\rm{(Na_{2}C_{2}O_{4})}\)样品中草酸钠的质量分数\(\rm{.}\)该小组称量\(\rm{1.34g}\)草酸钠样品溶于稀硫酸中，然后用\(\rm{0.200mol⋅L^{-1}}\)的酸性高锰酸钾溶液进行滴定\(\rm{(}\)其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应\(\rm{)}\)．
\(\rm{(1)}\)滴定前是否要滴加指示剂？ ______ \(\rm{(}\)填“是”或“否”\(\rm{)}\)，请说明理由 ______ \(\rm{.}\)
\(\rm{(2)}\)滴定时用 ______ \(\rm{(}\)填\(\rm{a}\)或\(\rm{b)}\)滴定管盛装\(\rm{KMnO_{4}}\)标准溶液．
\(\rm{(3)}\)达到终点时消耗了\(\rm{15.00mL}\)的高锰酸钾溶液，样品中草酸钠的质量分数为 ______ ．

难度：较易

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9．

一位科学家利用\(\rm{Zn}\) 与某浓度的盐酸反应研究影响化学反应速率的因素，他得到的实验数据如下：

	\(\rm{Zn}\)的质量\(\rm{/g}\)	\(\rm{Zn}\)的形状	温度\(\rm{/℃}\)	溶于酸的时间\(\rm{/s}\)
\(\rm{A}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{5}\)	\(\rm{400}\)
\(\rm{B}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{15}\)	\(\rm{200}\)
\(\rm{C}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{25}\)	\(\rm{100}\)
\(\rm{D}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{45}\)	\(\rm{25}\)
\(\rm{E}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{45}\)	\(\rm{25}\)
\(\rm{F}\)	\(\rm{2}\)	薄片	\(\rm{15}\)	\(\rm{5}\)

利用上述数据，完成下列问题：
\(\rm{(1)}\)画出时间对温度的曲线图．
\(\rm{(2)}\)利用所画的曲线图和上述实验数据，得出关于温度影响反应速率的什么结论？
\(\rm{(3)}\)对比数据\(\rm{B}\)与\(\rm{F}\)，解释\(\rm{F}\)溶于酸那么快的原因．

难度：较易

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时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310