某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶-优题课

某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：试根据上表中的实验现象回答下列问题：

编号	电极材料	电解质溶液	电流计指针偏转方向
1	Mg、Al	稀盐酸	偏向Al
2	Al、Cu	稀盐酸	偏向Cu
3	Al、石墨	稀盐酸	偏向石墨
4	Mg、Al	NaOH	偏向Mg
5	Al、Zn	浓硝酸	偏向Al

⑴实验1、2中 Al所作的电极是否相同？
⑵写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
⑶实验4中 Al做正极还是做负极，为什么？写出Al电极的电极反应式。
⑷解释实验5中电流计指针偏向Al的原因？
⑸根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。

经分析知，某工厂的废水中含有Zn²^＋、Cu²^＋、Hg²^＋、Fe³^＋离子，请你设计一个回收并分别得到Cu和Hg的实验方案。（要求：写出简明的操作步骤和有关的离子方程式）

某实验小组设计用50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题：

（1）本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热数值（填偏高、偏低或不变）；
（2）该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50mL，并记录如下原始数据。

实验序号	起始温度t₁/℃			终止温度（t₂）℃	温差（t₂-t₁）℃
实验序号	盐酸	NaOH溶液	平均值	终止温度（t₂）℃	温差（t₂-t₁）℃
1	25.1	24.9	25.0	31.6	6.6
2	25.1	25.1	25.1	31.8	6.7
3	25.1	25.1	25.1	31.9	6.8

已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm³中和后混和液的比热容 C=4.18J(g.·℃)则该反应的中和热为△H=___________________________________；
（3）若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热的数值会（填偏高、偏低或不变），其原因是；
（4）在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，试分析此操作步骤对实验测定中和热的影响。

某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加 $K S C N$ 溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
（1）请指出该结论是否合理并说明理由。
（2）请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 $m o l / L H_{2} S O_{4}$ 、3％ $H_{2} O_{2}$ 、6 $m o l / L H N O_{3}$ 、0.01 $m o l / L K M n O_{4}$ 、 $N a O H$ 稀溶液、0.1 $m o l / L K I$ 、20％ $K S C N$ 、蒸馏水。
①提出合理假设：
假设1：；
假设2：；
假设3：。
②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）。
③实验过程：
根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
…

某探究小组用 $H N O_{3}$ 与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用 $H N O_{3}$ 浓度为1.00 $m o l$ · $L^{- 1}$ 、2.00 $m o l$ · $L^{- 1}$ ，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 $K$ 、308 $K$ ，每次实验 $H N O_{3}$ 的用量为25.0 $m l$ 、大理石用量为10.00 $g$ 。
（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验编号	$T / K$	大理石规格	$H N O_{3}$ 浓度/ $m o l$ · $L^{- 1}$	实验目的
①	298	粗颗粒	2.00	（Ⅰ）实验①和②探究 $H N O_{3}$ 浓度对该反应速率的影响；（Ⅱ）实验①和探究温度对该反应速率的影响；（Ⅲ）实验①和探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；）
②
③
④

（2）实验①中 $C O_{2}$ 质量随时间变化的关系见下图：

依据反应方程式 $C a C O_{3}$ + $H N O_{3}$ = $C a (N O_{3})_{2}$ + $C O_{2}$ ↑+ $H_{2} O$ ，计算实验①在70-90 $s$ 范围内 $H N O_{3}$ 的平均反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。
（3）请在答题卡的框图中，画出实验②、③和④中 $C O_{2}$ 质量随时间变化关系的预期结果示意图。