知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1． Ⅰ．有硫酸酸化的草酸（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，完成以下实验设计表．

实验编号	温度	初始pH	0.1 mol/L草酸溶液/mL	0.01mol/LKMnO₄溶液体积/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			t₃

（2）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是 ______ ．
（3）请你设计实验验证MnSO₄对该反应起催化作用，完成下表中内容．

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验结果和结论
______	______

难度：较易

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2．现有如下溶液：①1.0mL0.10mol•L^-1双氧水 ②1.0mL0.20mol•L^-1双氧水 ③3.0mL0.10mol•L^-1KMnO₄溶液 ④3.0mL0.010mol•L^-1KMnO₄溶液．所有实验均需加入1.0mL稀硫酸（足量），依据褪色时间长短判定反应速率快慢：
（1）写出发生反应的离子方程式 ______ ；
若某反应的化学方程式为2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O，则该反应的氧化剂为 ______ ，若有9molH₂O₂参加该反应，则反应转移电子数目为 ______ ；
（2）某温度下，若要探究反应物浓度对反应速率的影响，则应选择试剂 ______ 进行实验（填序号）．
（3）某温度下，某同学按照（2）中选择试剂进行实验，褪色时间为5s：
①计算以H₂O₂表示的反应速率为 ______ ；
②进行实验过程中，该同学发现颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象．为此该同学又进行了一次平行实验，只是加入少量MnSO₄固体，结果溶液立即褪色，请推测颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象的原因 ______ ；
（4）某同学在不同温度下，分别取两份等体积不同浓度的双氧水与等量KMnO₄溶液进行反应，绘制出c（H₂O₂）随时间（t）变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则 ______ （填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是 ______ ．

难度：较易

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3．请设计“以镁与不同浓度稀硫酸反应探究浓度对化学反应速率影响”的实验方案．
实验中可供选择的试剂与用品：镁带（密度1.74g/cm、宽度0.5cm、厚度0.05cm）、砂纸、剪刀、1.0mol/L的硫酸、蒸馏水、恒温水浴箱、试管、量筒、秒表．
实验方案： ______ ．

难度：较易

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4．为了探究外界条件对H₂O₂分解速率的影响，有同学利用实验室提供的仪器和试剂进行了如下实验，请填写下列空白：
试剂：5%H₂O₂溶液，10%H₂O₂溶液，1mol/LFeCl₃溶液，MnO₂粉末
仪器：试管、胶头滴管、酒精灯
（1）实验目的：探究温度对化学反应速率的影响
实验步骤：分别对A、B两支试管中加入5mL 5%H₂O₂溶液，将试管A放入5℃水浴中，将试管B放入40℃水浴中，同时分别向两试管中加入2～3滴1mol/LFeCl₃溶液．观察实验现象．
实验现象：试管 ______ （填“A”或“B”）中产生气泡的速率快，说明 ______ ．
（2）实验目的：探究浓度对化学反应速率的影响
实验步骤：向试管A中加入5mL 5%H₂O₂溶液，向试管B中加入5mL 10%H₂O₂溶液，观察实验现象．
实验现象：试管A、B中均有少量气体缓慢产生．
请你改进实验方案，使该实验的实验现象更为明显，以支撑“浓度改变会影响化学反应速率”这一理论预测， ______ ．
（3）实验目的： ______ ．
实验步骤：分别向试管A和B中加入5mL 5%H₂O₂溶液后，再向试管B中加入1mL 1mol/L的FeCl₃溶液，观察实验现象．
你认为方案（3）的设计是否严谨？ ______ （填是或否），说明理由 ______ ．

难度：较易

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5．某同学根据外界条件对化学反应速率的影响原理，设计了硫代硫酸钠与硫酸反应有关实验，
实验过程的数据记录如下表，请结合表中信息，回答有关问题：

实验序号	反应温度（℃）	参加反应的物质
		Na₂S₂O₃		H₂SO₄		H₂O
		V/mL	c/mol•L^-1	V/mL	c/mol•L^-1	V/mL
A	20	10	0.1	10	0.1	0
B	20	5	0.1	10	0.1	5
C	20	10	0.1	5	0.1	5
D	40	5	0.1	10	0.1	5

（1）写出上述反应的离子方程式 ______ ．
（2）①能说明温度对该反应速率影响的组合比较是 ______ ；（填实验序号）
②A和B、A和C的组合比较所研究的问题是 ______ ．
（3）教材是利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小的可能原因： ______ ．

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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．回归、改进、拓展教材实验，是高考化学实验考查的常见形式．
I．甲组同学在进行《必修二》实验2-5“Fe³⁺离子在H₂O₂溶液分解实验中的催化作用”时，进行了以下探究．基于目前学过的元素周期表的相关知识，该小组推测了同为第四周期第VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化机理．
【查阅资料】：钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域．其中Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄（其中Co、Ni均为+2价）也可用作H₂O₂分解的催化剂，具有较高的活性．
（1）写出H₂O₂溶液在Fe³⁺催化下分解的化学方程式 ______ ．
（2）①该催化剂中铁元素的化合价为 ______ ．
②如图表示两种不同方法制得的催化剂Co_xNi_（1-x）Fe₂O₄在10℃时催化分解6%的H₂O₂溶液的相对初始速率随x变化曲线．由图中信息可知： ______ 法制取得到的催化剂活性更高，由此推测Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是 ______ ．

II．乙组同学在进行《选修四》实验2-2“草酸溶液浓度对酸性高锰酸钾溶液褪色时间的影响”时，发现溶液褪色总是先慢后快，该小组设计了如下过程探究其原因：
【查阅资料】KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为（流程中“III”等为Mn的价态）：

【提出假设】假设1：该反应为放热反应
假设2：反应生成的Mn²⁺对该反应有催化作用
假设3：K⁺对该反应有催化作用
【设计、完成实验】
（3）称取 ______ g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O），配制500mL 0.10mol/L H₂C₂O₄溶液．在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和 ______
（4）完成探究，记录数据

实验编号	烧杯中所加试剂及用量（mL）				控制条件	溶液褪色时间（s）
实验编号	0.10 mol/L H₂C₂O₄溶液	等浓度 KMnO₄溶液	H₂O	0.50 mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20	\	18
2	30	20	30	20	水浴控制温度65℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO₄固体	3.6
4	30	20	x	20	加入5 mL 0.10 mol/LK₂SO₄溶液	18

仔细阅读分析表中数据，回答问题：
x= ______ mL，假设 ______ 成立（填“1”、“2”或“3”）

难度：较易

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8．己知：KI溶液在酸性条件下能被空气中的O₂氧化，反应的离子方程式为：O₂+4I^-+4H⁺═2I₂+2H₂O．
（I）某化学小组为探究不同条件对上述反应速率的影响，设计如下实验，完成表中①和②的内容．
（限选试剂：0．lmol/L硫酸、0.2mol/L硫酸、1mol/L KOH溶液、淀粉溶液）

组别	温度	KI溶液		H₂SO₄溶液		淀粉溶液	实验目的
组别	温度	c（KI）	V	c（H₂SO₄）	V	淀粉溶液	实验目的
1	298K	1mol/L	5mL	0.1mol/L	5mL	3滴	1组和2组探究② ______ 对该反应速率的影响；1组和3组探究反应物浓度对该反应速率的影响
2	308K	1mol/L	5mL	0.1mol/L	5mL	3滴
3	298K	1mol/L	5mL	①	5mL	3滴

（2）在上述实验中，三种溶液混合的顺序最合理的是 ______ （选填下列选项）；应记录的内容 ______ ．
A．先将硫酸溶液与淀粉溶液混合，然后再加入KI溶液
B．先将KI溶液与硫酸溶液混合，然后再加入淀粉溶液
C．先将KI溶液与淀粉溶液混合，然后再加入硫酸溶液
（3）在实验中，发现露置在空气中的KI溶液逐渐变黄色．通过查阅资料知：KI溶液在空气中会生成I₂和KOH．小组同学对该描述有疑问：I₂为何能与KOH共存？为此提出下列假设进行探究：
假设一：常温下，I₂和KOH不反应
假设二：溶液碱性弱，I₂和KOH不反应
假设三：…
请设计实验验证假设二，完成表中的内容

实验方案	预期实验现象与结论
取少量 ______ 于试管中，滴入几滴淀粉溶液，然后逐滴加入 ______ ，观察现象	若 ______ ，则假设二正确

（限选试剂：1mol/L盐酸、1mol/L KOH溶液、碘水、淀粉溶液）

难度：较易

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9．

（1）某实验小组为了探究影响化学反应速率的因素，进行了稀硫酸与金属铁反应的对照实验，实验数据如下：

实验序号	金属质量 /g	金属状态	c（H₂SO₄） /mol•L^-1	V（H₂SO₄） /mL	反应前溶液温度/℃	金属消失的时间/s
1	0.10	丝	0.5	50	20	500
2	0.10	粉末	0.5	50	20	50
3	0.10	丝	1.0	50	20	125
4	0.10	丝	1.0	50	35	50

对比实验1和3，表明影响化学反应速率的因素是 ______ ；此外，该实验表明影响化学反应速率的因素还有 ______ （说出一种即可）．
（2）用如图原电池装置可加快铁与稀硫酸反应的速率，此装置可以把化学能转化为 ______ 能，其中铁作 ______ （填“负极”或“正极”）．
（3）举出生活中你熟悉的一种电池 ______ ．

难度：较易

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10．某化学课外小组的同学通过实验探究认识化学反应速率和化学反应限度．
（1）实验一：探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾（ KIO₃）和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是2IO₃^-+5SO₃^2-+2H⁺═I₂+5SO₄^2-+H₂O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率．

实验序号	0.01mol/L KIO₃酸性溶液（含淀粉）的体积/mL	0.01mol/L Na₂SO₃溶液的体积/mL	水的体积/mL	实验温度/℃	出现蓝色的时间/s
①	5	5	V₁	0
②	5	5	40	25
③	5	V₂	35	25

则V₁= ______ mL，V₂= ______ mL．
（2）实验二：探究KI和FeCl₃混合时生成KCl、I₂和FeCl₂的反应存在一定的限度．
实验步骤：
i．向5mL0.1mol/L KI溶液中滴加5～6滴0.1mol/L FeCI₃溶液，充分反应后，将所得溶液分成甲、乙、丙三等份；
ii．向甲中滴加CCl₄，充分振荡；
iii．向乙中滴加试剂X．
①将KI和FeCl₃反应的离子方程式补充完整．
______ I^-+ ______ Fe³⁺⇌ ______ I₂+ ______ Fe²⁺
②步骤iii中，试剂X是 ______ ．
③步骤ii和iii中的实验现象说明KI和FeCl₃混合时生成KCI、I₂和FeCl₂的反应存在一定的限度，该实验现象是 ______ ．

难度：中等

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