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进行探究。
实验一:他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L),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:
实验步骤 |
现象 |
结论 |
①分别取等体积的2 mol/L硫酸于试管中; ②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg。 |
反应快慢: Mg>Fe>Cu |
反应物的性质越活泼,反应速率越快。 |
(1)甲同学的实验目的是__________________________________________;要得出正确的实验结论,还需控制的主要实验条件是___________________________________。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用右图装置进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是______________________;应该测定的实验数据是_____________________________。
实验二: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SO42-对反应没有影响;
原因Ⅱ:____________________________________________________________________;
原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-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。他取了两片纯度、质量、表面积均相同、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Ⅲ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。
某同学在学习“硫酸及其盐的某些性质与用途”中,进行如下实验探究。
Ⅰ、探究硫酸的性质
(1)某同学设计下图装置(夹持和加热装置略)拟完成有关实验。但该装置在设计上存在明显的安全隐患是
(2)将上述装置改进确认不存在安全隐患并检验气密性后,将铜片放入圆底烧瓶中,通过分液漏斗向圆底烧瓶中滴加足量的浓硫酸,加热圆底烧瓶,充分反应后,观察到圆底烧瓶铜片不断溶解,但有铜片剩余,圆底烧瓶溶液呈蓝色,盛品红溶液的试剂瓶中溶液颜色褪去。回答下列问题:
①圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为。
②装置乙中的试剂是。
(3)从装置中取下圆底烧瓶,向圆底烧瓶的溶液中持续鼓入空气并加热圆底烧瓶。观察到圆底烧瓶中的红色固体逐渐溶解并完全消失。此时发生反应的离子方程式为
(4)若要用(3)问所得溶液来制备硫酸四氨合铜晶体,其操作是。
Ⅱ、用KHSO4制取H2O2并测其物质的量浓度。
(1)工业上电解KHSO4饱和溶液制取H2O2的示意图如下(已知:KHSO4=K++H++SO42-):
电解饱和KHSO4溶液时反应的离子方程式。
(2)测定H2O2的物质的量浓度:
取20.00mL上述已制得的H2O2溶液置于锥形瓶中,加稀硫酸酸化②用0.1000mol/LKMnO4溶液滴定③用同样方法滴定,三次消耗KMnO4溶液的体积分别为20.00mL、19.98mL、20.02mL,原H2O2溶液中H2O2的物质的量浓度为。
(已知:滴定时该反应的还原产物是Mn2+,氧化产物是O2)
(本题共12分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品中的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9;SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
请回答下列问题:
(一)绿矾的制备
38.检验制得的绿矾中是否含有Fe3+的实验操作是。
39.操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是。
40.操作IV的顺序依次为:、冷却结晶、。
(二)绿矾中FeSO4·7H2O含量的测定
若用容量法测定绿矾中FeSO4·7H2O的含量。滴定反应是:5Fe2+ + MnO4—+8H+"5Fe3+ +Mn2++4H2O 。
实验方案如下:
① 称取15.041 g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容。
② 量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中。
③ 用0.0500mol/L KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定至终点,记录初读数和末读数。
④。
⑤ 数据处理。
41.上述实验方案中的步骤④是。洁净的滴定管在滴定前必须进行的操作有:
① 检验活塞是否漏水;
②;
③ 向滴定管中加入KMnO4标准溶液到0刻度以上,赶走尖嘴部位的气泡,调节初读数。
(三)数据处理
某小组同学的实验数据记录如下:
实验次数 |
初读数(mL) |
末读数(mL) |
1 |
0.20 |
21.40 |
2 |
0.00 |
21.00 |
3 |
1.60 |
26.60 |
42.上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为(用小数表示,保留三位小数)。
(本题共12分)某化学小组的同学模拟工业制硝酸设计了如下图所示的装置。已知:
CaCl2+ nH2O→CaCl2·nH2O;CaCl2+ 8NH3→[Ca(NH3)8]Cl2
根据题意完成下列填空:
33.分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol/L。现用质量分数为0.35、密度为0.88g/cm3的氨水配制9.0mol/L的氨水100mL,需要的定量仪器有(选填编号)。
a.100mL容量瓶 b.10mL量筒 c.50mL量筒 d.电子天平
34.受热时,乙中反应的化学方程式为。
35.实验开始先加热催化剂,当催化剂达红热时再打开分液漏斗活塞并移走酒精灯,可观察到的现象有。
36.干燥管甲的作用是;丙中盛放的药品为(选填下列编号),其目的是。
a.浓H2SO4 b.无水CaCl2 c.碱石灰 d.无水CuSO4
37.丁中除了NO之外,还可能存在的气体有(填写化学式)。烧杯中发生反应的化学方程式、。
(本题共12分)碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。
40.采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________。
②根据未配平的反应,______+5O2 Fe3O4+3SO2,推测钢样中硫以_______形式存在(填写化学式)。
将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。
41.H2O2氧化SO2的化学方程式:_____________________________。
42.用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmL NaOH溶液,若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量数:________。
将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
43.推测气体a通过B和C的目的可能是_____________________。
44.计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是____________。
(本题共12分)某学习小组围绕氯气设计了系列实验。
34.用上图装置A制备氯气。选用的药品为:漂粉精固体和浓盐酸,相关的化学反应方程式为:_______。实验过程中,使用分液漏斗滴加液体的操作是_____________________________________。
35.装置B中饱和食盐水的作用是____________;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象 ____________。
36.为检验氯气是否具有漂白性,使氯气依次通过I、II、III三种物质,物质的顺序正确的是。
A |
B |
C |
D |
|
I |
干燥的有色布条 |
干燥的有色布条 |
湿润的有色布条 |
湿润的有色布条 |
II |
碱石灰 |
硅胶 |
浓硫酸 |
无水氯化钙 |
III |
湿润的有色布条 |
湿润的有色布条 |
干燥的有色布条 |
干燥的有色布条 |
37.为了进一步比较氧化性强弱,将一定量氯气通入溴化亚铁溶液后,再加入四氯化碳,振荡,静置,整个过程中肯定能观察到的现象是
A.水层显棕黄色 B.水层无色
C.四氯化碳层显红棕色D.四氯化碳层无色
38.查阅资料后小组发现,氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,但工业上氧化卤水中I-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠,排除环境方面的因素,可能的原因是:_______________________。
39.有人提出,工业上为防止污染空气,可用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,试写出相应的离子反应方程式:______________________。判断改用NaHCO3溶液是否可行:______(填“是”或“否”)。