知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．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： ______ ．

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2．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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3．磷、硫元素的单质和化合物应用广泛．
（1）磷元素的原子结构示意图是 ______ ．
（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1 500℃生成白磷，反应为：
2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂═6CaSiO₃+P₄O₁₀
10C+P₄O₁₀═P₄+10CO
每生成1mol P₄时，就有 ______ mol电子发生转移．
（3）硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）是常用的还原剂．在维生素C（化学式C₆H₈O₆）的水溶液中加入过量I₂溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I₂用Na₂S₂O₃溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量．发生的反应为：
C₆H₈O₆+I₂═C₆H₆O₆+2H⁺+2I^-
2SO₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol/L I₂溶液V₁ mL，充分反应后，用Na₂S₂O₃溶液滴定剩余的I₂，消耗b mol/L Na₂S₂O₃溶液V₂ mL．该溶液中维生素C的物质的量是 ______ mol．
（4）在酸性溶液中，碘酸钾（KIO₃）和亚硫酸钠可发生如下反应：
2IO₃^-+5SO₃^2-+2H⁺═I₂+5SO₄^2-+H₂O
生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率．
某同学设计实验如下表所示：

	0.01mol/LKIO₃酸性溶液（含淀粉）的体积/mL	0.01mol/L Na₂SO₃溶液的体积/mL	H₂O 的体积 /mL	实验温度/℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V₁	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V₂	0

该实验的目的是 ______ ；
表中V₂= ______ mL．

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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． KMnO₄酸性溶液与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去．某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响．该实验条件作如下限定：
①所用KMnO₄酸性溶液的浓度可选择：0.02mol•L^-1、0.002mol•L^-1；
②所用H₂C₂O₄溶液的浓度可选择：0.2mol•L^-1、0.4mol•L^-1；
③每次实验时KMnO₄酸性溶液的用量均为4mL、H₂C₂O₄溶液的用量均为2mL．
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成 ______ 组实验进行对比即可得出结论．
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO₄酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如表所示：
KMnO₄酸性溶液浓度（mol•L^-1）溶液褪色所需时间（min）
第一次第二次第三次
0.02 14 13 11
0.002 6.7 6.6 6.7
①用0.002mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液进行实验时，KMnO₄的平均反应速率 ______ （忽略混合前后溶液体积变化）．
②该小组同学认为依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论．该同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论．
KMnO₄酸性溶液 H₂C₂O₄溶液
浓度/mol•L^-1 体积（mL）浓度/mol•L^-1 体积（mL）
0.02 2 b 4
a 2 c 4
则表中a= ______ ；b= ______ ；c= ______ ．
（3）H₂C₂O₄电离常数：K_a1=5.9×10^-2，K_a2=6.4×10^-5．与KMnO₄反应时，它将转化为CO₂和H₂O．
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 ______ ．
②比较H₂C₂O₄和碳酸酸性强弱的方法是 ______ ．
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图．请解释n（Mn²⁺）在反应初始时变化不大、一段时间后快速增大的原因： ______ ．

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6．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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7．

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 ______ ．

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8．

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1～2 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；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中．	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 5mL10%H₂O₂溶液．	试管A、B中均未见气泡产生

（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 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）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的即时反应速率最慢的是 ______ ，最快的是 ______ ．

难度：较易

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9．

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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10． 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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KMnO₄酸性溶液浓度（mol•L^-1）	溶液褪色所需时间（min）
KMnO₄酸性溶液浓度（mol•L^-1）	第一次	第二次	第三次
0.02	14	13	11
0.002	6.7	6.6	6.7

KMnO₄酸性溶液		H₂C₂O₄溶液
浓度/mol•L^-1	体积（mL）	浓度/mol•L^-1	体积（mL）
0.02	2	b	4
a	2	c	4