17.某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響.在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn).
分組實(shí)驗(yàn)催化劑
10mL 5% H2O2溶液
10mL 2% H2O2溶液
10mL 5% H2O2溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
10mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL 0.1mol•L-1FeCl3溶液
(1)寫出實(shí)驗(yàn)③中H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:
(2)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響.
實(shí)驗(yàn)時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論.資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解.為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,你對原?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中).
(3)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖1.分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率;酸性環(huán)境能減小H2O2分解速率.
(4)將0.1g MnO2粉末加入50mL H2O2溶液中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時間的關(guān)系如圖2所示.解釋反應(yīng)速率變化的原因:隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H2O2的濃度減小,反應(yīng)速率減慢,計算H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為0.11mol/L.(保留兩位有效數(shù)字,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)

分析 (1)實(shí)驗(yàn)③中雙氧水在氯化鐵作催化劑分解生成水和氧氣,據(jù)此寫出H2O2分解反應(yīng)方程式并根據(jù)化合價變化標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目;
(2)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同;為了便于比較,應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較;
(3)由圖可知,⑤的反應(yīng)速率最大,④的反應(yīng)速率最小,以此來解答;
(4)根據(jù)隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2的濃度變化判斷反應(yīng)速率變化的原因;由圖可知,過氧化氫分解完全生成氧氣60mL,根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氧氣的物質(zhì)的量,進(jìn)而計算過氧化氫的物質(zhì)的量,再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算其濃度.

解答 解:(1)實(shí)驗(yàn)③中雙氧水分解的方程式為:2H2O2$\frac{\underline{\;FeCl_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑,反應(yīng)中雙氧水既是氧化劑也是還原劑,雙氧水中氧元素化合價為-1價,變成氧氣失去2個電子,生成水得到2個電子,用雙線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為:,
故答案為:
(2)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同,則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;為了便于比較,應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較,
則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中),
故答案為:探究反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響;向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中);
(3)由圖可知,⑤的反應(yīng)速率最大,④的反應(yīng)速率最小,結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知,堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率,
故答案為:堿性;酸性;
(4)反應(yīng)速率變化的原因?yàn)椋弘S著反應(yīng)的進(jìn)行,H2O2的濃度減小,反應(yīng)速率減慢;
由圖可知,過氧化氫分解完全生成氧氣60mL,氧氣的物質(zhì)的量為:$\frac{0.06L}{22.4L/mol}$=$\frac{3}{1120}$mol,由反應(yīng)2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,可知過氧化氫的物質(zhì)的量為:$\frac{3}{1120}$mol×2=$\frac{3}{560}$mol,故過氧化氫濃度為:$\frac{\frac{3}{560}mol}{0.05L}$=0.11mol/L,
故答案為:隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H2O2 的濃度減小,反應(yīng)速率減慢;0.11mol/L.

點(diǎn)評 本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,題目難度中等,較好的考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、圖象分析的綜合能力,注意熟練掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.將23g單質(zhì)鈉投入含有0.01mol鹽酸中,產(chǎn)生氫氣的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是多少?

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8.室溫時,將濃度和體積分別為c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列關(guān)于該混合溶液的敘述錯誤的是(  )
A.若pH>7,則一定是c1V1≥c2V2
B.在任何情況下都是c(Na+)+c(H+)═c(CH3COO-)+c(OH-
C.當(dāng)醋酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)后,滴加酚酞溶液,顏色變紅
D.反應(yīng)的離子方程式為:H++OH-═H20

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.硫化氫(H2S)是一種有毒的可燃性氣體,用H2S、空氣和KOH溶液可以組成燃料電池,其總反應(yīng)式為2H2S+3O2+4KOH═2K2SO3+4H2O.
(1)該電池工作時正極應(yīng)通入空氣(或氧氣).
(2)該電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為:2H2S+16OH--12e-=2SO32-+10H2O或H2S+8OH--6e-=SO32-+5H2O.
(3)該電池工作時負(fù)極區(qū)溶液的pH降低(填“升高”“不變”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化為K2SO4,因此上述電極反應(yīng)式中的K2SO3應(yīng)為K2SO4,某學(xué)習(xí)小組欲將電池工作一段時間后的電解質(zhì)溶液取出檢驗(yàn),以確定電池工作時反應(yīng)的產(chǎn)物.實(shí)驗(yàn)室有下列試劑供選用,請幫助該小組完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計.
0.01mol•L-1KMnO4酸性溶液,1mol•L-1HNO3,1mol•L-1H2SO4,1mol•L-1HCl,
0.1mol•L-1Ba(OH)2,0.1mol•L-1BaCl2
實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)結(jié)論
①取少量電解質(zhì)溶液于試管中,用pH試紙測其pH.→試紙呈深藍(lán)色,經(jīng)比對溶液的pH約為14,說明溶液中有殘余的KOH.
 
 ②繼續(xù)加入足量1mol•L-1HCl  溶液,再加入少量0.1mol•L-1BaCl2溶液,振蕩.→若有白色沉淀產(chǎn)生,則溶液中含有K2SO4
→若無白色沉淀產(chǎn)生,則溶液中沒有K2SO4
③另取少量電解質(zhì)溶液于試管中,先加1mol•L-1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01mol•L-1KMnO4酸性溶液,振蕩.→若KMnO4溶液紫紅色褪去,則說明溶液中含有K2SO3,若KMnO4溶液紫紅色不褪,則說明溶液不含K2SO3
(5)若電池開始工作時每100mL電解質(zhì)溶液含KOH56g,取電池工作一段時間后的電解質(zhì)溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,過濾洗滌沉淀,將沉沉在空氣中充分加熱至恒重,測得固體質(zhì)量為11.65g,計算電池工作一段時間后溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度5.000mol/L.  (結(jié)果保留四位有效數(shù)字,假設(shè)溶液體積保持不變,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

12.已知氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,生成-1價的氯和+6價的硫的化合物,反應(yīng)速率v和反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖所示.
已知這個反應(yīng)的反應(yīng)速率隨溶液中氫離子濃度增大而加快,試解釋:
(1)反應(yīng)開始后,反應(yīng)速率加快的原因是開始時,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(H+)不斷增大,反應(yīng)速率也隨之增大.
(2)反應(yīng)后期,反應(yīng)速率下降的原因是隨著時間的延長,KClO3和NaHSO3被消耗而愈來愈少,濃度愈來愈小,因此反應(yīng)速率下降.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.某烴A是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基本原料,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,A還是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,D、G是生活中常見的有機(jī)物,各物質(zhì)發(fā)生如圖所示的一系列化學(xué)反應(yīng).
根據(jù)如圖回答下列問題:

(1)按要求填寫:
A的結(jié)構(gòu)式:;B的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CH3;
C的電子式:;D的官能團(tuán)名稱羥基;G官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡式-COOH.
(2)寫出⑥⑧兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:
(反應(yīng)類型加聚反應(yīng)).
⑥2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O(反應(yīng)類型氧化反應(yīng)).
⑧CH3COOH+HO-C2H5$\frac{\underline{\;H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CH3COOC2H5+H2O(反應(yīng)類型酯化(取代)反應(yīng)).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

9.二氧化硫是硫的重要化合物,在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用.二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要?dú)怏w.無論是實(shí)驗(yàn)室制備還是工業(yè)生產(chǎn),二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要.完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫.
寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.

如果硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取二氧化硫,并希望能控制反應(yīng)速度,圖中可選用的發(fā)生裝置是ae (填寫字母).
(2)若用硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)二氧化硫,至少需要稱取亞硫酸鈉18.9g(保留一位小數(shù));如果已有4.0%亞硫酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù))被氧化成硫酸鈉,則至少需稱取該亞硫酸鈉19.8 g (保留一位小數(shù)).  
(3)實(shí)驗(yàn)室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學(xué)原理相通.石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法.石灰-石膏法的吸收反應(yīng)為SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O.吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應(yīng)為2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4•2H2O.其流程如圖:
堿法的吸收反應(yīng)為SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O.堿法的特點(diǎn)是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高.其流程如圖:
試劑Ca(OH)2NaOH
價格(元/kg)0.362.9
吸收SO2的成本(元/mol)0.0270.232
石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學(xué)原理相同之處是利用SO2是酸性氧化物,可與堿反應(yīng).和堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得,吸收成本低,缺點(diǎn)是亞硫酸鈣在輸送中容易造成管道堵塞,吸收速率慢,效率低.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.將等體積的甲烷與氯氣混合于一集氣瓶中,加蓋后罝于光亮處,下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論敘述不正確的是(  )
A.瓶中氣體的黃綠色逐漸變淺,內(nèi)壁有油狀液滴形成
B.若日光直射可能發(fā)生爆炸
C.甲烷與氯氣發(fā)生了取代反應(yīng)
D.生成物只有 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.為了驗(yàn)證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱,下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵ā 。?table class="qanwser">A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案