知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．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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2．某同学设计了如图所示装置（部分夹持装置已略去），该装置可以用来进行多项实验研究．
请回答：
（1）用上述装置探究影响化学反应速率的因素．
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 ______ ．
②用上述装置进行实验，以生成9.0mL气体为计时终点，结果为t₁＞t₂
序号 V（H₂SO₄）/mL c（H₂SO₄）/mol•L^-1 t/s
Ⅰ 40 1 t1
Ⅱ 40 4 t2
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 ______ ．
③若将锌片换成含杂质的粗锌片，且控制其他条件使其与上述实验完全一致，所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据．粗锌片中所含杂质可能是 ______ （填序号）．
a．石墨 b．银 c．铜 d．沙粒（二氧化硅）
（2）用上述装置测定粗锌片的纯度．
①连接好装置，检查装置气密性，称量粗锌片mg置于圆底烧瓶中，滴加足量稀硫酸，充分反应直至不再产生气体为止，测得气体体积为VL，则粗锌片的纯度为 ______ ．
②本实验在读数前对量气管的操作是 ______ ．
③本套装置中若考虑滴入的稀硫酸的体积（假设其它操作都正确），则测得的气体的体积将． ______ （填“偏大”、“偏小”或“无影响”，）
（3）用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀．
①圆底烧瓶中的试剂可选用 ______ （填序号）．
NH₄Cl溶液b．C₂H₅OHc．Na₂CO₃溶液 d．稀硫酸
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 ______ ．

难度：较易

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3．

某校化学小组用实验的方法进行探究影响化学反应速率的因素．
他们只利用Cu、Fe、Al和不同浓度的硫酸（0.5mol•L^-1、2mol•L^-1、18.4mol•L^-1）．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：常温下，

实验步骤	现象	结论
①分别取等体积的2mol/L^-1硫酸于试管中； ② ______ ．	反应速率：Al＞Fe，Cu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 ______
（3）乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验．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是 ______ ；该实验中不选用某浓度的硫酸，理由是 ______ ．

难度：较易

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4．草酸是一种重要的试剂．下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验．
（1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol•L^-1的KMnO₄酸性溶液，分别向其中加入0.1mol•L^-1、0.2mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液2mL，记录溶液褪色所需时间．
实验中发生反应的离子方程式为 ______ ；
预期现象是：
①溶液的颜色由 ______ 色变为 ______ 色，
②其中加入 ______ mol•L^-1H₂C₂O₄的那支试管中的溶液先变色．
然而实验结果并不尽如人意．实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢．
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究．下面是他们的实验报告的一部分：
表1　试验安排及结果

实验编号	A（KMnO₄溶液浓度/mol•L^-1）	B（草酸溶液浓度/mol•L^-1）	C（硫酸溶液浓度/mol•L^-1）	褪色时间/s
1	3	3	1	336
2	1	2	3	82
3	3	1	3	76
4	1	3	2	133
5	2	3	3	102
6	3	2	2	156
7	2	2	1	300
8	2	1	2	115
9	1	1	1	200

应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如表
表2　各因素水平的数据处理结果

	A（KMnO₄溶液）			B（草酸溶液）			C（硫酸溶液）
浓度/mol•L^-1	0.005	0.010	0.015	0.1	0.5	0.9	6	12	18
平均褪色时间/s	138.3	172.3	189.3	130.3	179.3	190.3	278.7	134.7	86.7

（2）由表2可知，三因素中， ______ 的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而 ______ 的浓度对反应速率的影响不显著．
（3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为 ______ mol•L^-1、草酸浓度为 ______ mol•L^-1时，反应最快．即因素A、B的较适宜实验条件得以确定．
根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：
表3　不同硫酸浓度下的褪色时间

c（H₂SO₄）/mol•L^-1	18	16	14	12	10	8	6
褪色时间/s	67	83	90	103	129	146	200

（4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为 ______ mol•L^-1和 ______ mol•L^-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异．
结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响．

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5．某研究性学习小组为探究锌与盐酸反应，取同质量、同体积的锌片、同浓度盐酸做了下列平行实验：
实验①：把纯锌片投入到盛有稀盐酸的试管中，发现氢气发生的速率变化如图所示：
实验②：把纯锌片投入到含FeCl₃的同浓度工业稀盐酸中，发现放出氢气的量减少．
试回答下列问题：
（1）试分析实验①中t₁～t₂速率变化的主要原因是 ______ ，t₂～t₃速率变化的主要原因是 ______ ．
（2）实验②放出氢气的量减少的原因是 ______ ．

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6． “分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
I．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
II．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
III．将实验 II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．	/
IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象．	/

【实验结论】（1）A中产生的气体是 ______ ；
（2）实验 III证明：氧化铁的 ______ 和 ______ 在反应前后均没有发生变化，可以作
过氧化氢分解的催化剂；
【实验评价】实验设计的目的是 ______ ．
【实验拓展】
查阅资料得知，CuO、CuSO₄、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．
下列有关催化剂的说法中正确的是 ______ ．
A．二氧化锰只能作过氧化氢溶液分解的催化剂．
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂的质量和性质在化学反应前后都不改变．
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物．

难度：较易

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7．某研究小组为了验证反应物浓度对反应速率的影响，选用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液在室温下进行反应．
实验中所用的草酸为稀溶液，可视为强酸．
（1）将高锰酸钾氧化草酸的离子方程式补充完整．
2MnO₄^-+ ______ C₂O₄^2-+ ______ =2 Mn²⁺+ ______ CO₂↑+ ______ H₂O
（2）该小组进行了实验I，数据如表．

H₂SO₄溶液	KMnO₄溶液	H₂C₂O₄溶液	褪色时间（分：秒）
1mL 2mol/L	2mL 0.01mol/L	1mL 0.1mol/L	2：03
1mL 2mol/L	2mL 0.01mol/L	1mL 0.2mol/L	2：16

一般来说，其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率．
但分析实验数据，得到的结论是 ______ ．
（3）该小组欲探究出现上述异常现象的原因，在实验I的基础上，只改变草酸溶液浓度进行了实验II，获得实验数据并绘制曲线图如图．

①用文字描述曲线图表达的信息 ______ ．
②该小组查阅资料获取如下信息，其中能够解释MO变化趋势的是 ______ ．

a	KMnO₄与H₂C₂O₄反应是分步进行的，反应过程中生成Mn（VI）、Mn（III）、Mn（IV），最终变为无色的Mn（II）．（括号中罗马数字表示锰的化合价）
b	草酸根易与不同价态锰离子形成较稳定的配位化合物．
c	草酸稳定性较差，加热至185℃可分解．

（4）该小组为探究ON段曲线变化趋势的原因，又进行了实验III，所得数据如表．

H₂SO₄溶液	Na₂SO₄固体	KMnO₄溶液	H₂C₂O₄溶液	褪色时间（分：秒）
1mL 0.1mol/L	1.9×10^-3mol	2mL 0.01mol/L	1mL 0.2mol/L	16：20
1mL 0.5mol/L	1.5×10^-3mol	2mL 0.01mol/L	1mL 0.2mol/L	8：25
1mL 1.0mol/L	1.0×10^-3mol	2mL 0.01mol/L	1mL 0.2mol/L	6：15
1mL 2.0mol/L	0	2mL 0.01mol/L	1mL 0.2mol/L	2：16

该小组进行实验III的目的是 ______ ．
（5）综合实验I、II、III，推测造成曲线MN变化趋势的原因．为验证该推测还需要补充实验，请对实验方案进行理论设计．

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8．为了研究外界条件对H₂O₂分解速率的影响，有同学利用实验室提供的仪器和试剂设计了如下4组实验．注意：设计实验时，必须控制只有一个变量！
试剂：4% H₂O₂溶液，12% H₂O₂溶液，lmol/LFeCl₃溶液
仪器：试管、带刻度的胶头滴管、酒精灯

组别	实验温度（℃）	H₂O₂溶液	FeCl₃溶液（1mol/L）
1	30	5mL 4%	1mL
2	60	5mL 4%	1mL
3	30	5mL 12%
4	30	5mL 4%

（1）甲同学为了研究温度对化学反应速率的影响，应完成 ______ 实验（填组别）．
（2）乙同学进行实验3与实验4，发现气体均缓慢产生，无法说明“浓度改变会影响化学反应速率”，你的改进方法是 ______ ．
（3）丙同学进行了实验1与实验4，你认为他想探究的是 ______ ．该方案设计是否严谨？ ______ （填是或否），说明理由 ______ ．

难度：较易

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9．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）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 ______ 、 ______ （答两种）．
（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的实验．将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间．

实验混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/LH₂SO₄/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

其中：V₁= ______ ，V₆______ ，V₉= ______ ．

难度：较易

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10．某兴趣小组设计了如图所示装置（部分夹持装置已略去）进行实验探究．
【实验一】探究影响化学反应速率的因素．
圆底烧瓶中装锌片（两次实验中所用锌片大小和外形相同）、恒压分液漏斗中装稀硫酸，以生成20.0mL气体为计时终点，结果为t₁＞t₂．
序号 V（H₂SO₄）/mL c（H₂SO₄）/mol•L^-1 t/s
I 40 1 t₁
II 40 3 t₂
检查该装置气密性的方法是 ______ ．
比较实验I和Ⅱ可以得出的结论是 ______ ．
【实验二】探究铁的电化学腐蚀．

①圆底烧瓶中装铁粉和碳粉混合物，恒压分液漏斗中装稀硫酸，打开活塞加入稀硫酸后量气管中出现的现象是：左侧液面 ______ 右侧液面 ______ （选填“上升”、“下降”）．
②圆底烧瓶中装与①相同量的铁粉和碳粉混合物，恒压分液漏斗中装食盐水，打开活塞加入食盐水后，你预测量气管中出现的现象是： ______ ．实际观察到的现象可能与预测并不一致，装置气密性良好，原因是 ______ ．

难度：较易

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序号	V（H₂SO₄）/mL	c（H₂SO₄）/mol•L^-1	t/s
Ⅰ	40	1	t1
Ⅱ	40	4	t2