高考化学化学反应速率与化学平衡提高练习题压轴题训练含答案解析1Word格式.docx
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③用浓度为0.05000mol·
L-1的KMnO4标准溶液进行滴定。
(2)请写出与滴定有关反应的离子方程式_________________________________________。
(3)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如下,最合理的是________(选填a、b)。
(4)由图可知消耗KMnO4溶液体积为__________________________________________mL。
(5)滴定过程中眼睛应注视________________________。
(6)通过上述数据,求得x=____。
以标准KMnO4溶液滴定样品溶液的浓度,未用标准KMnO4溶液润洗滴定管,引起实验结果________(偏大、偏小或没有影响)。
【答案】温度1.0溶液褪色时间/s5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2Ob20.00锥形瓶中颜色变色2偏小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)探究影响化学反应速率因素,要求其他条件不变,即①②探究温度对化学反应速率的影响;
混合溶液的总体积都是6.0mL,因此a=1.0;
反应的快慢是通过酸性高锰酸钾溶液的褪色快慢来确定的,因此乙中要测定的物理量是溶液褪色时间,单位为s;
(2)草酸具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,把C转化成CO2,本身被还原成Mn2+,根据化合价升降法,进行配平,因此离子反应方程式为:
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
(3)酸式滴定管盛放酸性溶液和氧化性物质,碱式滴定管只能盛放碱性溶液,即b正确;
(4)滴定前刻度为0.90ml,滴定后刻度是20.90ml,消耗高锰酸钾的体积为(20.90-0.90)mL=20.00mL;
(5)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化;
(6)100mL溶液中草酸物质的量为20×
10-3×
0.05×
5×
100/(2×
25)mol=0.01mol,1.260÷
(90+18x)=0.01,解得x=2;
未用待盛液润洗滴定管,稀释标准液,消耗高锰酸钾体积增大,草酸的质量增大,x偏小。
2.硫代硫酸钠俗称保险粉,实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。
(1)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是____________,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式______________。
(2)保险粉样品中Na2S2O3·
5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
准确称取Wg样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。
用0.1000mol·
L-1碘的标准溶液进行滴定。
请回答:
①到达滴定终点的标志_______________。
②滴定起始和终点的液面位置如图3,则消耗碘的标准溶液体积为____mL,产品的纯度为______________(设Na2S2O3·
5H2O相对分子质量为M)。
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·
5H2O的纯度的测量结果___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:
下列有关说法不正确的是__________________
A.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
B实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
C.实验①和③溶液变浑浊的时间相同
D.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
【答案】蒸馏烧瓶2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2溶液变为蓝色,且30s内不恢复原色18.10
偏低CD
(1)根据仪器的结构和性能确定盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称;
三颈烧瓶中发生的反应是SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中生成硫代硫酸钠;
(2)①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠,利用碘单质遇淀粉变蓝指示反应终点;
②终点读数与起点读数之差为消耗碘的标准溶液体积,根据方程式计算;
③局部变色就停止滴定,消耗标准溶液体积偏小,测定结果偏低;
(3)A.采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影响;
B.实验①、②的温度相等,c(H2SO4)相等,c(Na2S2O3)不相等,故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响;
C.实验①、③的温度相等,c(Na2S2O3)相等,c(H2SO4)不相等,反应速率不相等;
D.实验③、⑤温度不相等,c(H2SO4)和c(Na2S2O3)也均不相等。
(1)盛放Na2SO3固体的玻璃仪器是蒸馏烧瓶,三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中生成硫代硫酸钠时发生反应的化学方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2;
(2)①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠,滴入最后一滴碘的标准溶液,溶液变为蓝色,且30s内不恢复原色,说明反应到达终点;
②终点读数为18.10mL,起点读数为0.00mL,故消耗碘的标准溶液体积为18.10mL,
设Na2S2O3•5H2O的纯度为x,则:
2Na2S2O3•5H2O~2Na2S2O3~I2
2Mg1mol
Wxg18.10×
10-3L×
0.1000mol•L-1
故2Mg:
Wxg=1mol:
18.10×
0.1000mol•L-1,解得x=
%;
③局部变色就停止滴定,消耗标准溶液体积偏小,会使样品中Na2S2O3•5H2O的纯度的测量结果偏低;
(3)A.采取控制变量法对比实验探究外界条件对反应速率的影响,故A正确,
B.实验①、②的温度相等,c(H2SO4)相等,c(Na2S2O3)不相等,故实验①、②是探究浓度对化学反应速率的影响,故B正确;
C实验①、③的温度相等,c(Na2S2O3)相等,c(H2SO4)不相等,③中c(H2SO4)较大,反应速率较快,变浑浊时间较短,故C错误;
D探究温度对化学反应速率的影响,应保证物质的浓度相等,而实验③、⑤温度不相等,c(H2SO4)和c(Na2S2O3)也均不相等,实验②、④中c(H2SO4)和c(Na2S2O3)均相等,但温度不等,故实验②、④是探究温度对化学反应速率的影响,故D错误;
故答案为CD。
3.某研究性学习小组向一定量的NaHSO3溶液(加入少量淀粉)中加入稍过量的KIO3溶液,一段时间后,溶液突然变蓝色。
为进一步研究有关因素对反应速率的影响,探究如下。
(1)查阅资料知NaHSO3与过量KIO3反应分为两步进行,且其反应速率主要由第一步反应决定。
已知第一步反应的离子方程式为IO3—+3HSO3—===3SO42—+I—+3H+,则第二步反应的离子方程式为________________。
(2)通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响,记录如下。
编号
0.01mol/L
NaHSO3溶液/mL
0.01mol/LKIO3
溶液/mL
H2O/mL
反应温度
/℃
溶液变蓝所用时间t/s
6.0
10.0
15
t1
14.0
t2
a
b
t3
①实验①②是探究_______________对反应速率的影响,表中t1______t2(填“>
”、“=”或“<
”);
②实验①③是探究温度对反应速率的影响,表中a=________,b=________。
、
(3)将NaHSO3溶液与KIO3溶液在恒温条件下混合,用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大。
该小组对其原因提出如下假设,请你完成假设二。
假设一:
生成的SO42—对反应起催化作用;
假设二:
______________________________;
……
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期实验现象和结论
在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合,用速率检测仪测定起始时的反应速率v(甲)
在烧杯乙中先加入少量①____________,其他条件与甲完全相同,用速率检测仪测定起始时的反应速率v(乙)
②若v(甲)____v(乙),则假设一不成立
③若v(甲)___v(乙),则假设一成立(填“>
”)
【答案】IO3—+5I—+6H+=3I2+3H2OKIO3溶液的浓度>
10.04.0生成的I—或H+对反应起催化作用Na2SO4粉末=<
(1)根据信息,溶液变蓝,说明产生I2,离子反应方程式为:
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
(2)探究影响反应速率的因素,要求其他条件不变,通过①②对比,KIO3浓度不同,因此实验探究KIO3溶液的浓度对反应速率的影响,浓度越高,反应速率越快,即t1>
t2,a=10.0,b=4.0;
(3)生成的I-或H+对反应起催化作用;
(4)①研究SO42-做催化剂,因此①中加入Na2SO4粉末;
②当反应速率相等,假设一不相等,若v(甲)<
v(乙),假设一成立。
4.Ⅰ.某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素,设计如下方案:
实验
0.01mol·
L-1酸性KMnO4溶液
0.1mol·
L-1
H2C2O4溶液
水
反应温度/℃
反应时间/s
5.0mL
20
125
V1
V2
2.0mL
320
30
反应方程式为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
(1)实验的记时方法是从溶液混合开始记时,至_________________时,记时结束。
(2)实验①和②研究浓度对反应速率的影响,则V1=______mL,V2=_______mL。
(3)下列有关该实验的叙述正确的是_________。
A.实验时必须用移液管或滴定管来量取液体的体积
B.实验时应将5.0mLKMnO4溶液与5.0mLH2C2O4溶液混合后,立即按下秒表,再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时,按下秒表,记录读数。
C.在同一温度下,最好采用平行多次实验,以确保实验数据的可靠性
D.实验①和③可研究温度对反应速率的影响
(4)某小组在进行每组实验时,均发现该反应是开始很慢,突然会加快,其可能的原因是_______;
Ⅱ.某草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4•xH2O,为测定x的值,进行下列实验:
①称取7.56g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液,
②用移液管移取25.00m所配溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4,用浓度为0.600mol/L的KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗KMnO4的体积为10.00mL。
(1)若滴定终点时仰视读数,则所测x的值将_____(填“偏大”或“偏小”)。
(2)x=_________。
【答案】溶液的紫红色刚好褪去5.03.0C、D反应生成的Mn2+对反应有催化作用(说明:
只要答到反应生成的产物对该反应有催化作用即可)偏小2
Ⅰ.
(1)溶液混合后显示紫红色,当紫红色褪去后计时结束;
(2)实验①和②研究浓度对反应速率的影响,要保证变量单一;
(3)根据规范的操作要求,实验探究的基本原理分析回答;
(4)催化剂对化学反应速率的影响;
Ⅱ.
(1)读取读数时仰视,导致KMnO4溶液体积偏大,计算测定的草酸的质量偏大;
(2)依据滴定发生的氧化还原反应离子方程式的定量关系计算得到。
Ⅰ.
(1)实验计时方法是从溶液混合开始记时,到紫红色刚好褪去计时结束,故答案为紫红色刚好褪去;
(2)实验①和②研究浓度对反应速率的影响,高锰酸钾作为指示剂,浓度不变,都是5.0mL,溶液总体积为10.0mL,故答案为V1=5.0,V2=3.0;
(3)A.实验时可以用量筒量取体积,故A错误;
B.实验时应将5.0mLKMnO4溶液与5.0mL
H2C2O4溶液混合后,再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中,立即按下秒表,至反应结束时,按下秒表,记录读数,故B错误;
C.在同一温度下,最好采用平行多次实验,以确保实验数据的可靠性,故C正确;
D.实验①和③对应物质的体积相同,可研究温度对反应速率的影响,故D正确;
故选CD,故答案为CD;
(4)从实验数据分析,MnSO4溶液在反应中为催化剂,可能原因为反应生成的Mn2+对反应有催化作用,故答案为反应生成的Mn2+对反应有催化作用。
Ⅱ.
(1)读取读数仰视,导致KMnO4溶液体积偏大,计算测定的草酸的质量偏大,故x的值偏小,故答案为偏小;
(2)由题给化学方程式及数据可知,5H2C2O4+2MnO4-+6H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O,7.56g纯草酸晶体中含H2C2O4的物质的量为:
0.600mol/L×
10.00mL×
10-3L/mL×
5/2×
100ml/25ml
=0.0600mol,则7.56gH2C2O4•xH2O中含H2O的物质的量为(7.56g−0.0600mol×
90g/mol)
/18g/mol=0.12mol,0.0600mol晶体含水0.160mol,1mol晶体中含的结晶水2mol,则x=2,故答案为2。
5.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。
我国主要以贫菱锰矿(有效成分为
)为原料,通过热解法进行生产。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.
ii.
①反应i的化学平衡常数表达式
___________。
②焙烧
制取
的热化学方程式是_________________。
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是________________。
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响
转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①图2是在常压(
)下的研究结果,请在图2中用虚线画出
下
转化率与反应温度的关系图______。
②常压下,要提高
的转化率,应选择的生产条件是____________焙烧
。
③图3中,焙烧
时,
的转化率:
干空气<
湿空气,原因是______________。
【答案】
保持
的浓度,降低
的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率
湿空气中,
左右干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,
时未达到平衡。
(1)考查平衡常数表达式以及盖斯定律;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气的目的可以从
的平衡正向移动入手;
(3)增压
平衡逆向移动。
未达到平衡的某个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。
(1)①固体不写进平衡常数表达式,故K=
;
②热化学方程式i扩大倍数2,再加上方程式ii,可得到焙烧
的热化学方程式
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气分离出CO2,
的平衡会正向移动,故答案为保持
的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率;
(3)①增压
平衡逆向移动,相同温度条件下物质转化率降低,则作图为:
②结合图2和图3,湿空气中,
左右,焙烧
的转化率较高;
③8h时干空气中未达到平衡,物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到,故答案为干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,
6.某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+)
常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cu2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7.0
9.3
3.7
4.7
---
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
11.1
8.0
6.7
9(>
9溶解)
(1)酸浸时,为了提高浸取效率可采取的措施是____________________(至少写一条)。
(2)加入H2O2目的是氧化_______离子,其有关的离子方程式______________________。
针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、H、O,化学式量为89,其化学式是______________。
(3)调pH=8是为了将_____________离子(从Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+中选择)以氢氧化物沉淀的形式除去。
滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,其有关的离子方程式是_____________________________________,取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀,其有关的离子方程式为________________________。
【答案】升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取(其他合理答案也可)Fe2+2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFeO(OH)Al3+Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:
增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等,故答案为:
升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取;
(2)双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质,Fe2+和Cr3+有还原性,Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子,以便于与杂质离子分离,其中Fe2+反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,针铁矿组成元素是Fe、H、O,化学式量为89,则1mol该物质中应含有1molFe,则H、O的质量为89-56=33,可知应含有2molO和1molH,化学式应为FeO(OH),故答案为:
Fe2+;
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
FeO(OH);
(3)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,由于Fe3+以针铁矿形成已经沉淀,则加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液pH=8,Al3+、Cu2+转化为沉淀除去,滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,涉及反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀,涉及反应为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:
Al3+、Cu2+;
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-。
7.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-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)。
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
4
60
10
5
__________
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为__________(填化学式)。
(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:
Fe2+起催化作用;
___________________________________;
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·
A12(SO4)3·
24H2O、A12(SO4)3等。
溶液中Cr2O72-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
_______________
【答案】2020(草酸和蒸馏水体积和为40mL,草酸体积不等于20mL均可)CO2溶液pH对该反应的速率有影响
A13+起催化作用SO42-起催化作用用等物质的量的K2SO4·
24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他条件与实验①相同,进行对比实验反应进行相同时间后,若溶液中c(C2O72-)大于实验①中的c(Cr2O72-),则假设一成立;
若两溶液中的c(Cr2O72-)相同,则假设一不成立
(1)根据题意要求,调节不同初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,由此可知实验③改变的是草酸溶液用量,但应保持溶液总体积不变,所以
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