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文档简介
1、2020-2021 全国高考化学化学反应速率与化学平衡的综合高考模拟和真题分类汇总含答案一、化学反应速率与化学平衡1 研究不同pH 时 CuSO4溶液对 H2O2分解的催化作用。资料: a Cu2O 为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成2+为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫Cu 和 Cu。 bCuO2酸,生成 Cu2+和 H2O2。 c H2O2 有弱酸性: H2O2H+ + HO2- , HO2-H+ + O22- 。编实验现象号向 1 mL pH 2 的 1 mol L- 1 CuSO4 溶液中加入溶液出现少量气泡0 . 5 mL 30% H O22向 1 mL pH 3的 1mol L-
2、 1 CuSO4 溶液中加入立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡0 . 5 mL 30% H O2溶液2向 1 mL pH 5的 1mol L- 1CuSO4 溶液中加入立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡0 . 5 mL 30% H O2溶液2(1) 经检验生成的气体均为O2,中CuSO4 催化分解H2O2 的化学方程式是_。( 2)对中棕褐色沉淀的成分提出 2 种假设:. CuO2 ,.Cu2O 和 CuO2 的混合物。为检验上述假设,进行实验:过滤中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。若中生成的沉淀为 CuO2,其反应的离子方程式是 _。依据中沉淀完全
3、溶解,甲同学认为假设不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是_。为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:将中沉淀洗涤、干燥后,取a g 固体溶于过量稀硫酸,充分加热。冷却后调节溶液pH,以 PAN 为指示剂,向溶液中滴加c mol L - 1EDTA 溶液至滴定终点,消耗EDTA 溶液 V mL。 V=_,可知沉淀中不含 Cu2O,假设成立。(已知: Cu2+EDTA= EDTA- Cu2+, M( CuO2) 96 g mol - 1, M ( Cu2O) 144 g mol - 1)(3)结合方程式,运用化学反应原理解释中生成的沉淀多于中的原因_ 。(4)研究、中不同pH 时 H2O2
4、 分解速率不同的原因。实验:在试管中分别取1 mL pH 2、 3、 5 的 1 mol L- 1 Na2SO4溶液,向其中各加入0. 5 mL 30% H2O2 溶液,三支试管中均无明显现象。实验: _(填实验操作和现象),说明CuO2能够催化H2O2 分解。(5)综合上述实验,、中不同pH 时 H2O2 的分解速率不同的原因是_。【答案】 2H2 + CuO+CuO2+反应产生的H2O2O2 2H2O H2O2 Cu22H与H2 O2具+有强氧化性,在酸性条件下可能会氧化Cu2 O 或 Cu,无法观察到红色沉淀 Cu1000a溶液96c中存在 H2O2+22H + HO2, HO2H +
5、O2,溶液 pH 增大,两个平衡均正向移 ,O2 度增大,使得CuO2沉淀量增大将中沉淀 ,洗 ,干燥,称取少量于 管中,加入 30 H2O2 溶液,立即 生大量气泡,反 束后, 得干燥后固体的 量不 CuO2的催化能力 于Cu2+;随 pH 增大, Cu2 +与 H2O2 反 生成 CuO2 增多【解析】【分析】【 解】(1)由 意可知,在硫酸 做催化 作用下,双氧水分解生成水和氧气,反 的化学方程式 2H2O2O2+2H2O,故答案 :2H2 O2O2+2H2O;( 2)若中生成的沉淀 CuO2, 明双氧水与 离子反 生成 氧化 和水,反 的离子方程式 H2O2+Cu2 +=CuO2+2H
6、+,故答案 : H2O2+Cu2+=CuO2+2H+;由 意可知, 氧化 能与溶液中 离子反 生成双氧水,双氧水具有 氧化性,在酸性条件下可能会氧化氧化 或 ,无法 察到 色沉淀, 明假 可能成立,乙同学的 点正确,故答案 : CuO2 与 H+反 生的 H2O2 具有 氧化性,在酸性条件下可能会氧化 Cu2O 或 Cu,无法 察到 色沉淀Cu;a g 氧化 的物 的量 ag,由方程式可得如下关系:CuO2+ EDTA, 有96g/ mol2 Cuag= c mol / L V 103L,解得 V= 1000a96c ml,故答案 :1000a96c;96g/ mol(3)由 意可知,双氧水溶
7、液中存在如下 离平衡H2O2+ HO 、 HO + O2H22H2 ,溶液 pH 增大, 离子 度减小,两个平衡均正向移 , 氧根 度增大,使得 氧化 沉淀量增大,故答案 :溶液中存在H2O2+ HO , HO+ O 2,溶液 pHH22H2增大,两个平衡均正向移 ,O22 度增大,使得CuO2 沉淀量增大;( 4)若 氧化 能 催化 氧化 分解, 氧化 分解速率加快,催化 氧化 的 成和 量不会 生 化, 操作和 象 将中沉淀 ,洗 ,干燥,称取少量于 管中,加入30 H2O2 溶液,立即 生大量气泡,反 束后, 得干燥后固体的 量不 ,故答案 :将中沉淀 ,洗 ,干燥,称取少量于 管中,加
8、入30 H2O2 溶液,立即 生大量气泡,反 束后, 得干燥后固体的 量不 ;( 5)由以上 可知,当溶液 pH 增大 ,双氧水溶液中 氧根 度增大,使得 氧化 沉淀量增大, 氧化 的催化能力 于 离子,使双氧水的分解速率增大,故答案 :2的催化能力 于2+;随 pH 增大, Cu2+与 H2 2反 生成2增多。CuOCuOCuO【点睛】当溶液 pH 增大 ,双氧水溶液中 氧根 度增大,使得 氧化 沉淀量增大, 氧化 的催化能力 于 离子,使双氧水的分解速率增大是解答关 ,也是 的关 。2某化学 趣小 在一次 探究中 ,向草酸溶液中逐滴加入酸性高 酸 溶液 ,溶液褪色先慢后快,即反 速率由小
9、大。小 成 此“ ”异常 象展开 ,猜想造成 种 象的最可能原因有两种,并 此 行探究 。猜想 :此反 程放 ,温度升高,反 速率加快;猜想 : 。(实验目的)探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常 ”原因(实验用品)仪器:试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等;试剂: 0.1mol/L H 2C2O4 溶液、 0.05mol/L KMnO 4(硫酸酸化)溶液等。请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路,补充完整所缺内容。( 1)草酸( H2C2O4,弱酸)与酸性 KMnO4 溶液反应的离子方程式为( 2)要完成对猜想 的实验验证,至少还需要一种实验仪器是( 3)猜想 可是 :_要设计实验验证猜想
10、,进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器,分别是(4)基于猜想 成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。试管 A试管 B加入试剂实验现象(褪色时间)结论猜想 正确【答案】( 1) 5H2 2 442+22+2C O +2MnO+6H =10CO +2Mn+8H O(2)温度计( 3)生成的 Mn 2+对该反应有催化作用,加快反应速率;MnSO4( s)和秒表(4)基于猜想 成立,设计方案进行实验,请完成以下实验记录表内容。试管 A试管 B加入试剂2mL0.1mol/L H 2C2O4 溶液、2mL0.1mol/L H2C2O4 溶液、1mL1mL 0.05mol/L酸性KMnO40.0
11、5mol/L酸性KMnO4,少量MnSO4 ( s)实验现象(褪色时褪色较慢褪色较快间)结论猜想 正确(加入试剂时只要 A 试管与 B 试管所加的 0.1mol/L H 2C2 O4 溶液、 0.05mol/L 酸性 KMnO4 体积相等即给分。)【解析】试题分析:猜想II:影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂,而草酸与高锰酸钾溶液发生反应: 5H2C2O4+2MnO 4-+6H+=10CO2 +2 Mn2+8H2O,溶液褪色先慢后快,即反应速率由小变大,反应物是溶液,无气体,故不能是反应物的浓度和压强对反应速率产生的影响,则只能是生成的产物又做了此反应的催化剂,加快了反应速率,故答案
12、为生成的Mn 2+在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率;(1)草酸中的碳元素被在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为CO2,高锰酸根能被还原为Mn 2+,根据得失电子数守恒来配平可得离子方程式为: 5H2C2O4+2MnO 4-+6H+=10CO2 +2 Mn2+8H2O;( 2)由于猜想 I 是认为可能是由于反应放热导致体系温度升高而加快了反应速率,故应测量反应前和反应开始后一段时间的温度变化,则还缺少温度计;(3)猜想 II 是认为生成的Mn 2+在反应中起到催化剂的作用,由于Cl-也能使高锰酸钾溶液褪色,故为了避免Cl-的干扰,故应补充MnSO4 固体,通过测量溶液褪色的时间的长短来验证
13、猜想,则还需的仪器是秒表;(4)要通过对比实验来验证猜想 ,则实验B 和实验 A 的试剂的选择应除了MnSO4 固体不同,其他均应相同,故试管B 内加入的试剂是在试管A 试剂的基础上多加了MnSO4(s),由于结论是猜想II 成立,则试管B 的褪色时间应该比试管A 的更快,故答案为试管A试管B加入试剂224溶液、224溶液、 1mL2mL0.1mol/L H C O2mL0.1mol/L H C O1mL 0.05mol/L 酸性 KMnO40.05mol/L 酸性 KMnO,少量 MnSO44( s)实验现象(褪色褪色较慢褪色较快时间)结论猜想 正确3 资料显示 “O 2 的氧化性随溶液 p
14、H 的增大逐渐减弱 ”。某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究 O 2 与 KI 溶液发生反应的条件。供选试剂: 0.1mol / L H 2SO4 溶液、 MnO 2 固体、 KMnO 4 固体。该小组同学设计 、 两组实验,记录如下:实验操作实验现象向试管中加入KMnO 4固体,连接装置、,点燃试管中有气泡冒出,溶液不变蓝酒精灯向试管中加入KMnO 4固体,试管中有气泡冒出, 试管中加入适量0.1mol / LH 2SO4 溶液,连接装置溶液变蓝、,点燃酒精灯(1)选择装置用 KMnO 4 固体制取 O 2 ,为避免 KMnO 4 固体随 O 2 进入试管对实验造成干扰,应进行的改进
15、是 _, 组实验中 O 2 与 KI 溶液反应的离子方程式是_。(2)对比 、 两组实验可知, O2 与 KI 溶液发生反应的适宜条件是 _。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是_。(3)为进一步探究碱性条件下KI 与 O2 能否反应,用上图中的装置继续进行实验:实验操作实验现象向试管中加入KMnO 4 固体,试管中滴加KOH 溶液控制 pH8 ,溶液略变蓝连接装置、,点燃酒精灯向试管中加入KMnO 4 固体,试管中滴加KOH 溶液控制无明显变pH 10 , 连接装置、,点燃酒精灯化对于实验 的现象,小明同学提出猜想“pH 10 时 O不能氧化”2I ,设计了下列装置进行实验
16、,验证猜想。( i )烧杯 a 中的溶液为 _。(ii )实验结果表明,此猜想不成立。支持该结论的实验现象是通入O 2 后 _。(iii )小刚同学向 pH10 的 KOH溶液 ( 含淀粉 ) 中滴加碘水,溶液先变蓝后迅速褪色。经检测褪色后的溶液中含有IO 3 ,褪色的原因是 _ ( 用离子方程式表示 ) 。(4)该小组同学对实验过程进行了反思:实验的现象产生的原因可能是_。【答案】在装置试管口放置棉花球4IO 24H2I 22H 2O 酸性环境使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验pH10 的 KOH 溶液电流表指针偏转,烧杯b 的溶液颜色变深 3I 2 6OHIO 35I3H 2O在 pH10的
17、 KOH溶液中 I 被氧化生成 I 2 ,而 I 2 迅速发生歧化反应变为IO 3 和 I 。【解析】【分析】( 1) KMnO 4 是粉末状的,会随氧气进入试管对实验造成干扰,可以在试管口放置一棉花球;酸性环境下 O2 与 KI 溶液反应生成 I2,根据电子守恒写出反应的离子方程式。(2)对比 、 两组实验可知,酸性溶液中O 2 与 KI 溶液更容易发生反应。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验。(3)( i)要证明 pH10 的溶液中 O 2 不能氧化 I ,烧杯 a 中的溶液应为 pH 10 的碱溶液。(ii )若有电流产生,则猜想不成立。(iii)向p
18、H10的KOH溶液 ( 含淀粉 ) 中滴加碘水,溶液先变蓝说明生成了2I ,后迅速褪色说明生成的I2 又迅速被反应掉。 I2反应后生成了 IO 3 ,根据电子守恒写出反应的用离子方程式。(4)所以实验 的现象产生的原因不是没有反应,而是生成的I2 立刻发生了歧化反应。【详解】(1)为避免 KMnO 4 固体粉末随 O2 进入试管,在装置试管口放置棉花球, 组实验中反应离子方程式为4IO2 4H2I 22H 2O ,故答案为:在装置试管口放置棉花球; 4IO 24H2I 2 2H 2 O ;(2)对比 、 两组实验可知:O2 与 KI 溶液发生反应的适宜条件是酸性环境,进一步探究该条件对反应速率
19、的影响,可采取的实验措施是使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验;故答案为:酸性环境;使用不同浓度的硫酸溶液做对照实验;(3)( i)实验目的是探究在pH 10 的 KOH溶液中 O2 能否得电子氧化I ,所以烧杯 a中的溶液为 pH 10 的 KOH溶液,故答案为: pH10 的 KOH 溶液;(ii )如果能构成原电池,说明pH 10 时 O 2 能氧化 I ,所以电流表指针偏转,烧杯b 的溶液颜色变深,说明pH 10 时 O2 能氧化 I ,故答案为:电流表指针偏转,烧杯b 的溶液颜色变深;(iii )变蓝后迅速褪色,褪色后溶液中含有IO 3 ,说明生成的 I 2与溶液中 KOH反应生成了IO
20、 3 离子,根据氧化还原反应化合价升降规律可知溶液中还有I,所以反应离子方程式为: 3I 26OHIO 3 5I3H 2O ,故答案为:3I 26OHIO 35I3H 2 O ;(4)实验 的现象产生的原因可能是在pH 10的 KOH溶液中 I 被氧化生成 I 2 ,而 I 2 迅速发生歧化反应变为IO 3 和 I,从而无法看到溶液变蓝,故答案为:在pH10 的 KOH溶液中 I-被氧化生成 I2 ,而 I 2 迅速发生歧化反应变为IO 3 和 I 。4 某化学探究小组为研究影响化学反应速率的因素,进行了如下探究实验。根据实验内容完善下列实验报告。( 1)该实验的目的为 _ 。( 2)该实验过
21、程中用到的玻璃仪器有_ 。( 3)过程体验实验内容(1)将两块一样大小的镁条、铁片分别同时加入等体积的 0.5mol.L-1 的盐酸中。( 2)将等体积等浓度( 3mol.L-1 )的盐酸两份分别同时加入盛有等质量的块状碳酸钙及粉末状碳酸钙的试管中。( 3)分别将两块同样大小的铁片同时加入等体积不同浓度( 3mol.L-1 、5mol.L-1、)的盐酸中.( 4)分别将两块同样大小的铁片放入盛有等体积 0.5mol.L-1 盐酸的甲乙两试管中,再将甲试管用酒精灯加热,对比观察现象。实验现象实验结论 与盐酸反应产生影响化学反应速率大小的气泡的速率快。内因为 _ _。参加反应的固体物质颗粒 状 C
22、aCO 与盐酸3 ,与其他反应物的接触反应产生气泡的速面积 _,化学反应速率快。率越快。铁片与 _ _盐酸反应物的浓度_,化反应产生气泡的速学反应速率越快。率快。 (填 “甲 ”或温度 _ _,化学“乙 ”)试管中产生反应速率越快。气泡多且快。【答案】探究影响化学反应速率的因素试管、胶头滴管镁条反应物本身的性质粉末越小越大5mol/L越大甲越高【解析】【分析】( 1)据题干所给信息“某化学探究小组为研究影响化学反应速率的因素”解答;( 2)该实验主要是试管实验,需要试管和胶头滴管;( 3)影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,另外外界的温度、反应物浓度、气体的压强、外加催化剂以及固体的
23、接触面积对反应速率也有影响,据此解答。【详解】( 1)为研究影响化学反应速率的因素进行的探究实验,所以实验目的为:探究影响化学反应速率的因素。故答案为探究影响化学反应速率的因素;( 2)实验在试管中进行,需要胶头滴管滴加液体,所以用到的玻璃仪器有试管、胶头滴管;( 3)实验( 1),镁比铁活泼,与同浓度的盐酸反应,镁反应速率快,得到的实验结论为:影响化学反应速率大小的内因为反应物本身的性质。实验(2)固体的接触面积越大反应速率越快,则粉末状CaCO3 与盐酸反应产生气泡的速率快;得到的实验结论为参加反应的固体物质颗粒越小,与其他反应物的接触面积越大,化学反应速率越快。实验(3)反应物浓度越大反
24、应速率越快,则铁片与5mol/L 盐酸反应产生气泡的速率快;得到的结论为反应物的浓度越大,化学反应速率越快。实验(4)温度越高反应速率越快,则甲的反应速率高,得到的结论为温度越高,化学反应速率越快。【点睛】控制变量法探究影响化学反应速率的因素:影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时,要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个
25、量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。5某实验小组以 H2O2 分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验反应物催化剂编号2 2溶液无10 mL 2% H O10 mL 5% H2 O2 溶液无2 2溶液 13溶液10 mL 5% H O1 mL 0.1 mol L FeCl2 2HCl 溶液 1310 mL 5% H O 溶液少量1 mL 0.1 mol L FeCl 溶液10 mL 5% H2 O2 溶液少量 NaOH 溶液 1溶液1 mL 0.1 mol L FeCl3( 1)催
26、化剂能加快化学反应速率的原因是_。( 2)常温下 5% H2O2 溶液的 pH 约为 6, H2O2 的电离方程式为 _ 。( 3)实验 和 的目的是 _ 。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_ 。(4)实验 、 、 中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。分析上图能够得出的实验结论是_ 。【答案】( 1)降低了活化能(2) H2O2H HO2-(3)探究浓度对反应速率影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中 )(4)碱性环境能增大 H2O2 分解的速率,酸性环境
27、能减小H2O2 分解的速率【解析】分析: ( 1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能;(3)实验和的浓度不同;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较;(4)由图可知,的反应速率最大,的反应速率最小,以此来解答。详解: ( 1)催化剂改变反应的途径,降低反应所需的活化能,从而加快反应速率,故答案为降低了反应的活化能;(2) 2 22 2+2 ;( 3H O 的电离方程式为H OH +HO)实验和的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中);(4)
28、由图可知,的反应速率最大,的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2 分解的速率,酸性环境能减小H2O2 分解的速率 。点睛:本题考查影响化学反应速率的因素,较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力,题目难度中等,注意信息的利用即可解答。6 硫代硫酸钠 (Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S、 SO2。 . Na2S2O3 的制备。工业上可用反应: 2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2 制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示。(1)b 中反应的离子方程式为_, c 中试剂为 _。(2)反
29、应开始后, c 中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是_。(3)实验中要控制SO2 生成速率,可以采取的措施有_(写出两条)。(4)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2,不能过量,原因是_。(5)制备得到的Na2S2O3 中可能含有Na2SO3 、Na2SO4 等杂质。设计实验,检测产品中是否存在 Na2SO4: _ 。. 探究Na2 2 3S O 与金属阳离子的氧化还原反应。资料: Fe3+232-2 333-(紫黑色 )+3S OFe(S O ) Ag2S2O3 为白色沉淀, Ag2S2 O3 可溶于过量的 S2O32-装置编号试剂 X实验现象混合后溶液先变成紫黑色, 30s 后溶
30、Fe(NO3)3 溶液液几乎变为无色AgNO3先生成白色絮状沉淀,振荡后,沉溶液淀溶解,得到无色溶液(6)根据实验的现象,初步判断最终Fe3+被 S2O32-还原为 Fe2+,通过 _(填操作、试剂和现象 ),进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验的现象:_。(7)同浓度氧化性: Ag+ Fe3+。实验中 Ag+未发生氧化还原反应的原因是 _。+和 S2-反应。(8)进一步探究 Ag2O3装置编号试剂 X实验现象AgNO先生成白色絮状沉淀,沉淀很快变为溶液3黄色、棕色,最后为黑色沉淀。实验中白色絮状沉淀最后变为黑色沉淀(Ag2S)的化学方程式如下,填入合适的物质和系数:
31、Ag2 2 32S O +_ =Ag S+_(9)根据以上实验,Na S O 与金属阳离子发生氧化还原反应和_有关 (写出两条 )。223【答案】 SO3 2-+223+22硫化钠和碳酸钠的混合溶液硫+2H = H O +SO;或 HSO+H =SO +H O控制反应温度、调节酸的滴加速度(或调节酸的浓度等)若 SO2 过量,溶液显酸性,产物分解 取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液 ),滴加 BaCl2 溶液,若出现沉淀则说明含有Na24杂质加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀生成紫色配合物SO的反应速率快,氧化还原反应速率慢;Fe3+与 S2O32- 氧化还原反应的程度大,
32、Fe3+3S2O32-3-(紫黑色 )平衡逆移,最终溶液几乎无色+与 S 2- 生成稳定的配合物,浓Fe(S2O3)3Ag2O3度降低, Ag+的氧化性和 S2O32- 的还原性减弱H2OH2SO4阳离子、用量等【解析】【分析】. 第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫酸钠和70%的浓硫酸; c 装置为 Na2S2 O3 的生成装置; d 装置为尾气吸收装置,吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体,结合问题分析解答; .( 6) 利用铁氰化钾溶液检验反应后的溶液中含有 Fe2+;根据外界条件对反应速率和平衡的影响分析解答;( 7) 实验滴加 AgNO3 溶液,先生成白色絮状沉淀,振
33、荡后,沉淀溶解,得到无色溶液,说明溶液中 Ag+较低,减少了发生氧化还原反应的可能;( 8) Ag2S2O3 中 S 元素化合价为 +2 价,生成的 Ag2S 中 S 元素化合价为 - 2 价,是还原产物,则未知产物应是氧化产物,结合电子守恒、原子守恒分析即可;( 9) 结合实验、从阳离子的氧化性、离子浓度等方面分析。【详解】. (1) 第一个装置为二氧化硫的制取装置,制取二氧化硫的原料为:亚硫酸钠和70%的浓硫酸,反应的离子方程式为: SO32- +2H+=SO2+H2O, c 装置为 Na2S2O3 的生成装置,根据反应原理可知 c 中的试剂为:硫化钠和碳酸钠的混合溶液;( 2) 反应开始
34、时发生的反应为:Na2S+SO2+H2O=H2S+Na2SO3, SO2+2H2S=3S+2H2O,故该浑浊物是 S;( 3) 通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制SO2 生成速率;( 4)硫代硫酸钠遇酸易分解,若通入的SO2 过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠会分解;( 5)检测产品中是否存在 Na2SO4 的方法是取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液( 或过滤,取滤液 ) ,滴加 BaCl2 溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4 杂质。.( 6) 实验的现象是混合后溶液先变成紫黑色,30s 后溶液几乎变为无色,取反应后的混合液并加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则有Fe2+生成,可
35、判断为Fe3+被 S2O32- 还原为2+后溶液几乎变为无色,说明3+2-Fe;混合后溶液先变成紫黑色, 30sFe+3S2 O3Fe( S2O3) 3 3- 反应速率较Fe3+和 S2O32- 之间的氧化还原反应,且促进平衡逆向移动;先变成紫黑色后变无色,说明生成紫色配合物的反应速率快,氧化还原反应速率慢;另外Fe3+与 S2O32- 氧化还原反应的程度大,导致Fe3+3S2 O32-Fe( S2O3 ) 33- ( 紫黑色 ) 平衡逆移,最终溶液几乎无色;( 7) 同浓度氧化性: Ag+Fe3+,但实验未发生 Ag+与 S2O32- 之间的氧化还原反应,结合实验现象先生成白色絮状沉淀,振荡
36、后,沉淀溶解,得到无色溶液,说明Ag+与 S 2- 生成稳定2O3的配合物,浓度降低,Ag+的氧化性和 S 2- 的还原性减弱;2O3( 8) Ag2S2O3 中 S 元素化合价为+2 价,生成的Ag2S 中 S 元素化合价为 - 2 价,是还原产物,+则未知产物应是氧化产物,如果产物是H2SO3,能被 Ag 继续氧化,则氧化产物应为H2SO4,结合原子守恒可知,另一种反应物应为H2O,发生反应的化学方程式为Ag2S2O3+H2 O=Ag2S+H2SO4;( 9) 结合实验、可知, Na2 2 3与金属阳离子发生氧化还原反应和金属阳离子的氧S O化性强弱、离子浓度大小、反应物的用量等有关。7
37、( 1)利用原电池装置可以验证Fe3+与 Cu2+氧化性相对强弱,如下图所示。该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池。写出该氧化还原反应的离子方程式: _ 。该装置中的负极材料是_(填化学式),正极反应式是_。( 2)某研究性学习小组为证明 2Fe3+2I ? 2Fe2+I2 为可逆反应,设计如下两种方案。方案一:取 5mL0.1mol/LKI 溶液,滴加 2mL0.1mol/L的 FeCl3溶液,再继续加入4,充分振2mLCCl荡、静置、分层,再取上层清液,滴加KSCN溶液。方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是_。有同学认为方案一设计不够严密,即使该反应为不可逆反应也可能
38、出现上述现象,其原因是(用离子方程式表示)_。方案二:设计如下图原电池装置,接通灵敏电流计,指针向右偏转(注:灵敏电流计指针总是偏向电源正极),随着时间进行电流计读数逐渐变小,最后读数变为零。当指针读数变零后,在右管中加入1mol/L FeCl2 溶液。方案二中, “读数变为零 ”是因为 _.“在右管中加入 1mol/L FeCl2 溶液 ”后,观察到灵敏电流计的指针_偏转(填 “向左 ”、“” “ ”向右 或 不 ),可证明该反应为可逆反应。【答案】 Cu+2Fe3+2+2+3+2+4层)溶液呈紫红色,且上层=Cu+2Fe CuFe + e= Fe下层( CCl清液中滴加 KSCN后溶液呈血
39、红色4Fe2+2+23+该可逆反应达到了化学平衡+O +4H=2H O+4Fe状态向左【解析】【分析】(1)验证 Fe3+与 Cu2+氧化性强弱时,应将反应Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池,原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗,选用金属性弱于铜的金属或非金属C 作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐;(2)方案一:如该反应为可逆反应,加入四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色,上层清液中滴加 KSCN后溶液呈血红色;但在振荡过程中,Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+,不能证明Fe3+未完全反应;方案二:图中灵敏电流计的指针指向右,右侧烧杯为正极,当指针读数变零后,在右管中加入 1mol/LF
40、eCl2 溶液,如为可逆反应,可发生2Fe2+I2? 2Fe3+2I-, I2被还原,指针应偏向左。【详解】(1) Fe3+氧化性比 Cu2+强,可发生 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+反应,反应中Cu 被氧化, Cu 电极为原电池的负极,负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极,正极上 Fe3+发生还原反应,电极反应式为Fe3+e-=Fe2+,故答案为 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+; Cu;= Fe2+;Fe3+ + e(2) 若该反应为可逆反应,反应中有碘单质生成,但不足量的Fe3+不能完全反应,溶液中依然存在 Fe3+,则证明有碘单质和Fe3+存在
41、的实验设计为:向反应后的溶液再继续加入 2mLCCl4,充分振荡、静置、分层,下层(CCl4 层)溶液呈紫红色,再取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,故答案为下层(CCl4 层)溶液呈紫红色,且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色; 在振荡过程中,Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+,不能证明反应可逆,反应的化学方程式为 4Fe2+O2+4H+=2H2 O+4Fe3+,故答案为4Fe2+O2+4H+=2H2O+4Fe3+; 若该反应为可逆反应,“读数变为零 ”说明该可逆反应达到了化学平衡状态,故答案为该可逆反应达到了化学平衡状态; 当指针读数变零后,在右管中加入1mol/LFeCl2 溶液,如为可逆反应,可发生2Fe2+I2? 2Fe3+2I-, I2 被还原,灵敏电流计指针总是偏向电源正极,指针应偏向左,故答案为向左
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