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13.草酸(H2C2O4)溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)時(shí),溶液褪色總是先慢后快.某學(xué)習(xí)小組結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理提出猜想與假設(shè),并設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:在2支試管中分別加入5mL等濃度的H2C2O4溶液,在其中一支試管中先加入少量MnSO4固體再各加入5滴0.1mol•L-1KMnO4溶液.記錄溶液褪色時(shí)間,如表1:
試  管未加MnSO4的試管加有MnSO4的試管
褪色時(shí)間30s2s
[表1]
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:另取2支試管分別加入5mL等濃度的H2C2O4溶液,在其中一支試管中先加入10滴稀硫酸,再各加入5滴0.1mol•L-1 KMnO4溶液.記錄溶液褪色時(shí)間,如表2:
試  管未滴加稀硫酸的試管滴加了稀硫酸的試管
褪色時(shí)間100s90s
[表2]
實(shí)驗(yàn)Ⅲ:另取3支試管分別加入5mL等濃度H2C2O4溶液,然后在試管中先分別加入10滴、1mL、2mL稀硫酸溶液,再各加入5滴0.1mol•L-1KMnO4溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱.記錄溶液褪色時(shí)間,如表3:
試  管滴入10滴稀硫酸的試管加入1mL稀硫酸的試管加入2mL稀硫酸的試管
褪色時(shí)間70s100s120s
[表3]
(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ得出的結(jié)論是Mn2+(或硫酸錳)在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率.
(2)比較實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ得出的結(jié)論正確的是:①②③.
①溫度對(duì)該反應(yīng)速率有影響
②硫酸對(duì)草酸和KMnO4溶液的反應(yīng)有影響
③加入少量硫酸,可促進(jìn)草酸和KMnO4溶液反應(yīng),而加入大量硫酸,反應(yīng)速率比較小
④在酸性范圍內(nèi),pH值越小對(duì)反應(yīng)越有利
(3)寫(xiě)出草酸溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)標(biāo)定未知濃度H2C2O4溶液,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液顏色從無(wú)色變?yōu)闇\紫紅色,且30s不改變.滴定完成后仰視讀取KMnO4溶液體積會(huì)導(dǎo)致測(cè)得H2C2O4溶液的濃度偏大(選填:偏大、偏小、無(wú)影響).
(4)有同學(xué)根據(jù)查閱的資料提出KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應(yīng)歷程為:

上述實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證明這個(gè)歷程是可信的.

分析 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,有硫酸錳的溶液褪色時(shí)間短,反應(yīng)速率快,沒(méi)有硫酸錳的溶液褪色時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)速率慢;
(2)根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中不同物理量確定褪色時(shí)間長(zhǎng)短,從而確定反應(yīng)速率的影響因素;
(3)酸性條件下,高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能氧化還原性物質(zhì),所以草酸和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水,導(dǎo)致溶液褪色;
滴定完成后仰視讀取KMnO4溶液體積會(huì)導(dǎo)致高錳酸鉀溶液體積偏大;
(4)根據(jù)流程圖知,酸性高錳酸鉀被還原生成二價(jià)錳離子,導(dǎo)致溶液褪色,且反應(yīng)開(kāi)始時(shí)高錳酸根離子被錳離子還原.

解答 解:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,有硫酸錳的溶液褪色時(shí)間短,反應(yīng)速率快,沒(méi)有硫酸錳的溶液褪色時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)速率慢,說(shuō)明硫酸錳作催化劑而加快反應(yīng)速率,故答案為:Mn2+(或硫酸錳)在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率[或需要Mn2+(硫酸錳)作催化劑];
(2)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)II、III知,溫度不同其褪色時(shí)間不同,說(shuō)明溫度對(duì)該反應(yīng)速率有影響,故①正確;
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)III知,混合溶液中硫酸濃度不同其褪色時(shí)間不同,說(shuō)明硫酸對(duì)草酸和KMnO4溶液的反應(yīng)有影響,故②正確;
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)III知,加入少量硫酸,可促進(jìn)草酸和KMnO4溶液反應(yīng),褪色時(shí)間變短,而加入大量硫酸,反應(yīng)速率比較小,褪色時(shí)間加長(zhǎng),故③正確;
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)三知,在酸性范圍內(nèi),pH值越小褪色時(shí)間越長(zhǎng),則對(duì)反應(yīng)越不利,故④錯(cuò)誤;
故答案為:①②③;
(3)酸性條件下,高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能氧化還原性物質(zhì),所以草酸和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水,離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,導(dǎo)致溶液褪色,所以當(dāng)溶液由無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘內(nèi)不變色時(shí),說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn);滴定完成后仰視讀取KMnO4溶液體積會(huì)導(dǎo)致高錳酸鉀溶液體積偏大,則導(dǎo)致測(cè)定溶液濃度偏大;
故答案為:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;從無(wú)色變?yōu)闇\紫紅色;偏大;
(4)根據(jù)流程圖知,酸性高錳酸鉀被還原生成二價(jià)錳離子,導(dǎo)致溶液褪色,且開(kāi)始時(shí)既有錳離子參加反應(yīng),只有實(shí)驗(yàn)I中加入硫酸錳,所以實(shí)驗(yàn)I可證明這個(gè)歷程是可信的,
故答案為:I.

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究反應(yīng)速率的影響因素,側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、觀察、分析能力,知道物質(zhì)的性質(zhì)是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的依據(jù),利用對(duì)比方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得出正確結(jié)論,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

3.已知乙醇與濃硫酸加熱到170℃時(shí)可生成乙烯:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH2═CH2↑+H2O
某興趣小組利用該反應(yīng)原理在實(shí)驗(yàn)室制取乙烯并探究乙烯和溴水的加成反應(yīng),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)升溫過(guò)程中A燒瓶?jī)?nèi)液體漸漸變黑,至170℃時(shí)生成氣體速度明顯加快,B中溶液逐漸褪色.實(shí)驗(yàn)完畢后,清洗燒瓶,燒瓶?jī)?nèi)附著少量黑色顆粒狀物,有刺激性氣味逸出.回答下列問(wèn)題:
(1)燒瓶A中除加入無(wú)水乙醇和濃硫酸外還應(yīng)加入碎瓷片或沸石,目的是防止液體暴沸
(2)分析使B中溶液褪色的物質(zhì),甲同學(xué)認(rèn)為是C2H4,乙同學(xué)認(rèn)為不能排除SO2的作用.
①根據(jù)甲同學(xué)的觀點(diǎn),使B中溶液褪色反應(yīng)的化學(xué)方程式是CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br,該反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型是加成反應(yīng)
②根據(jù)乙同學(xué)的觀點(diǎn),SO2使溶液褪色的反應(yīng)中,SO2表現(xiàn)出的性質(zhì)是還原性.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

4.某學(xué)生測(cè)定CuSO4•xH2O晶體的x值,數(shù)據(jù)如下(已知x的理論值為5):
坩堝的質(zhì)量坩堝的質(zhì)量+晶體質(zhì)量失水后坩堝的質(zhì)量+固體質(zhì)量
11.70g14.2g13.2g
導(dǎo)致上述結(jié)果可能的原因是(  )
A.晶體中含有不分解的雜質(zhì)B.沒(méi)有放在干燥器中冷卻
C.實(shí)驗(yàn)前,晶體表面吸附水D.沒(méi)有進(jìn)行恒重操作

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.氫氟酸是一種弱酸,可用來(lái)刻蝕玻璃.已知25℃時(shí):
①HF(aq)+OH-(aq)?H2O(l)+F(aq)△H=-67.7kJ/mol
②H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ/mol
在20Ml0.lmol/L的氫氟酸中滴加0.lmol/L的NaOH V mL,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為:HF(aq)?H+(aq)+F-(aq)△H=+10.4kJ/mol
B.當(dāng)V=20 mL時(shí),溶液中:c(OH-)=c(HF)+c(H+
C.當(dāng)V=20 mL時(shí),溶液中:c(F-)=c(Na+)=0.1mol/L
D.當(dāng)v>0時(shí),溶液中一定存在c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

8.已知Al(OH)3膠粒能夠凈水,則Fe(OH)3膠粒能(填“能”或“不能”)凈水.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

18.在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中,許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要在水溶液中進(jìn)行,試分析并回答以下問(wèn)題:
(1)向體積均為20.00mL、濃度均為0.1mol•L-1鹽酸和醋酸溶液中分別滴加0.1mol•L-1NaOH溶液.隨加入的NaOH溶液體積的增加,溶液pH的變化如下圖所示:

①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲線是I(填“I”或“Ⅱ”);
②實(shí)驗(yàn)前,上述三種溶液中由水電離出的c(H+)最大的是CH3COOH溶液(填化學(xué)式);
③圖中V1和V2大小的比較:V1<V2(填“>”、“<”或“=”);
④圖I中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中,各離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)(用離子的物質(zhì)的量濃度符號(hào)填空).
(2)為了研究沉淀溶解平衡,某同學(xué)查閱資料并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)(相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定溫度及實(shí)驗(yàn)環(huán)境均為25℃):
操作步驟現(xiàn)象
步驟1:向20mL0.05mol•L-1AgNO3溶液中加入20mL0.05mol•L-1KSCN溶液,充分反應(yīng)后過(guò)濾出現(xiàn)白色沉淀
步驟2:向?yàn)V液中滴加少量2mol•L-1Fe(NO33溶液溶液變紅色
步驟3:向步驟2所得溶液中,加入少量3mol•L-1AgNO3溶液現(xiàn)象a
步驟4:取步驟1所得少量濾渣加入到適量的3mol•L-1KI溶液中出現(xiàn)黃色沉淀
資料:AgSCN是白色沉淀;Ksp(AgSCN)=1.0×10-12;Ksp(AgI)=8.5×10-17
①步驟2中溶液變紅色,說(shuō)明溶液中存在SCN-,該離子經(jīng)過(guò)步驟1中的反應(yīng),在溶液中仍然存在,原因是:由于存在沉淀溶解平衡AgSCN(s)?Ag+(aq)+SCN-(aq),溶液中仍有少量SCN-(用必要的文字和方程式說(shuō)明);
②該同學(xué)根據(jù)步驟3中現(xiàn)象a推知,加入的AgNO3與步驟2所得溶液發(fā)生了反應(yīng),則現(xiàn)象a為出現(xiàn)白色沉淀、溶液紅色變淺(至少答出兩條明顯現(xiàn)象);
③寫(xiě)出步驟4中沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式:K=$\frac{c(SC{N}^{-})}{c({I}^{-})}$.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題.
(1)根據(jù)圖1回答①②:
①打開(kāi)K2,閉合K1
A電極電極反應(yīng)式為Zn-2e-═Zn2+
B極可觀察到的現(xiàn)象是有紅色物質(zhì)生成.
②打開(kāi)K1,閉合K2
A電極可觀察到的現(xiàn)象是鋅極鍍上一層紅色物質(zhì);
B極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-═Cu2+
(2)根據(jù)圖2回答③④:
③將較純凈的CuSO4溶液放入上圖所示的裝置中進(jìn)行電解,電解反應(yīng)的總方程式為2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+
④實(shí)驗(yàn)完成后,銅電極增重64g,石墨電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積11.2L.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.由于金屬鋅本身的價(jià)值不高,在我國(guó)工業(yè)鋅廢料的回收利用率比較低.某課題組研究利用含少量銅、鐵的粗鋅制備硫酸鋅及相關(guān)物質(zhì)的資源綜合利用,其工藝流程圖(圖中加入的物質(zhì)均為足量)及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnS
Ksp4.0×10-385.0×10-202.0×10-168.5×10-451.2×10-23
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)固體A的主要成分是Fe(OH)3;加入固體B的主要作用是將Cu2+(或銅)從溶液Ⅱ中分離出來(lái).
(2)粗鋅中的銅與稀混酸溶液反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O.
(3)若溶液II中c(Cu2+)為0.05mol•L-1,則溶液II的pH≤5.
(4)若B是Zn,取8.320gC完全溶解于500mL 1mol•L-1稀硝酸中,共收集到2240mL氣體,再向所得溶液中加入NaOH溶液至剛好生成沉淀最多,此時(shí)所得沉淀質(zhì)量(m)的取值范圍是14.7~14.85g;若B是另一種物質(zhì),取部分C于試管中,加入鹽酸后產(chǎn)生了有臭雞蛋味氣體,則該反應(yīng)的離子方程式為ZnS+2H+=Zn2++H2S↑.
(5)溶液III還可以與(NH42S溶液反應(yīng)制備ZnS,實(shí)際生產(chǎn)中選用(NH42S溶液而不是Na2S溶液作為反應(yīng)物,是因?yàn)楹笳咧频玫腪nS中會(huì)含有較多的Zn(OH)2雜質(zhì).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.下列說(shuō)法不正確的是(  )
①質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同種元素
②同位素的物理性質(zhì)有較大差別而化學(xué)性質(zhì)幾乎相同
③元素種類(lèi)由質(zhì)子數(shù)決定,核素種類(lèi)由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)共同決定,元素主要化學(xué)性質(zhì)   由最外層電子數(shù)決定
④電子數(shù)相同的粒子不一定是同一種元素
⑤每種元素都有兩種或兩種以上的核素.
A.①②④B.③④⑤C.②③⑤D.①⑤

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