(14分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
图1 图2
⑴取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。
图3
②在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因:___________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO2- 4对反应没有影响;
原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而SO2- 4对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ:____________________________________________________;
原因Ⅳ:Cl-、SO2- 4均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:________________________________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中_________________________,实验b中________________________,则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
铁钾矾[KxFey(SO4)m·nH2O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定:
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A,加入足量的KI溶液,以淀粉为指示剂,用0.1250 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗8.00mL至终点(已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
(1)要检验出A溶液中存在的Fe3+,可以加入 溶液。
(2)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-5 mol•L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥ mol·L-1。
(3)步骤③中判断滴定终点的方法是 。
(4)通过计算确定铁钾矾的组成(写出计算过程)。
钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O],煅烧可获得钛酸钡粉体。
(1)酸浸时发生的反应的离子方程式为 ;为提高BaCO3的酸浸率,可采取的措施为 (任答一点)。
(2)配制TiCl4溶液时,通常将TiCl4溶于浓盐酸,目的是 。
(3)加入H2C2O4溶液时,发生反应的化学方程式 ;可循环使用的物质X是 。
(4)煅烧得到BaTiO3的同时,生成高温下的气体产物有CO、 和 。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+应选用______(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:[SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。

(3)装置B中试剂的作用是
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于____________(选填序号)。
a.A之前b.A-B间c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是__________________
(7)若要测定336mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2),可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法做出判断?并说明理由
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解,易吸水,溶于水后与水反应生成碳酸氢铵和一水合氨:NH2COONH4+2H2O
NH4HCO3+NH3·H2O。可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵,反应的方程式:2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s)ΔH<0。
(1)如图所示装置制取氨气,你所选择的试剂是 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因 。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是 (填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是 (填写选项序号)。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。
浓硫酸的作用: 、 。
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.1730g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.500 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为 。
[Mr(NH2COONH4)=78,Mr(NH4HCO3)=79,Mr(CaCO3)=100]
海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽的阴极区获得的产品有________________(填化学式)。
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的是_____________________。
(3)某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59 ℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如下实验装置:
①图中仪器B的名称是 ,冷却水的出口为 (填“甲”或“乙”)。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。
③C中液体的颜色为 。
④D装置的作用是 。