专题08化学反应与能量（实验14~实验16）2024年高考化学教材实验及其延伸拓展（教师版）

第六章化学反应与能量专题08化学反应与能量（实验14~实验16）实验14化学能与热能实验15原电池的工作原理与应用实验16化学反应速率的影响因素实验14化学能与热能化学能与热能的实验探究实验操作试管中加入2mL2mol·L－1盐酸，并用温度计测量其温度，再向试管中放入打磨过的镁条将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，玻璃片盖上烧杯实验现象镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计的示数升高有刺激性气味气体产生，用手触摸杯壁下部，烧杯壁__变凉__，试着用手拿起烧杯，__木片黏在烧杯上__实验结论该反应放出热量该反应吸收热量4化学反应发生时伴有__热量的释放和吸收__一．放热反应与吸热反应的理解【问题探究】1．做实验时，吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。2．放热反应一定容易发生，吸热反应一定难发生吗？不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关，有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应常温下就能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。【典例1】下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是A．反应物总能量大于生成物总能量 B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面C．反应开始后，针筒活塞向右移动 D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊【答案】C【解析】A．反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；C．反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，则不能说明反应放热，C符合；D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合；答案选C。【典例2】某实验小组同学进行如图1实验，以检验化学反应中的能量变化。请回答下列问题：(1)实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是__热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是_热反应。反应过程_(填“①”或“②”)的能量变化可用图2表示。(2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1；生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1_______Q2(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】放吸①小于【解析】(1)反应后①中的温度升高；②中的温度降低，由此可以判断铝条与盐酸的反应是放热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。图2表示的反应中反应物的总能量比生成物的总能量高，则该反应为放热反应，故反应过程①的能量变化可用图2表示。(2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量，当水的物质的量一定时，气态水的能量比液态水的能量高，故氢气在氧气中燃烧生成液态水放出的热量比气态水多，则若生成气态水放出的热量为Q1；生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1小于Q2。1．某化学兴趣小组选用如图所示装置进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，U形管中液面发生如图所示变化，试管里加入的物质可能是A．生石灰和水 B．硫酸和氢氧化钠C．镁条和盐酸 D．盐酸和碳酸氢钠【答案】D【解析】A项，生石灰和水反应放热，锥形瓶内温度升高，气体膨胀，U形管中液面左低右高，错误；B项，硫酸和氢氧化钠反应放热，锥形瓶内温度升高，气体膨胀，U形管中液面左低右高，错误；C项，镁条和盐酸反应放热，锥形瓶内温度升高，气体膨胀，U形管中液面左低右高，错误；D项，盐酸和碳酸氢钠反应吸热，锥形瓶内温度降低，气体体积缩小，U形管中液面左高右低，正确。2．为了研究化学反应A＋BC＋D能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：（1）该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。（2）A和B的总能量比C和D的总能量_______(填“高”或“低”)。（3）物质中的__________能通过化学反应转化成_______能释放出来。（4）反应物化学键断裂吸收的能量_______(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。【答案】（1）放热（2）高（3）化学热（4）低【解析】（1）发生反应A＋BC＋D，U型管中甲处液面下降乙处液面上升，说明瓶内压强增大，根据气体具有热胀冷缩的性质可以判断该反应为放热反应；（2）因为反应为放热反应，所以A和B的总能量比C和D的总能量高；（3）化学变化伴随着物质和能量变化，物质中的化学能通过化学反应转化成热能释放出来；（4）化学反应中旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，该反应为放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。3．小茗同学所在的化学兴趣小组为了探究化学反应的热效应，进行了如下实验：（1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是_______(填化学式，只填一种即可)。②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是_______(填字母)。A．CO还原CuO的反应 B．CaCO3的分解反应 C．Al和Fe2O3的反应（2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mLNaOH溶液。试回答下列问题：图3实验中观察到的现象是：大试管中铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、烧杯中澄清的石灰水变浑浊，其中“石灰水变浑浊”的主要原因是_________________________________________。【答案】（1）①放热CaO②吸热AB（2）铝片与NaOH溶液反应放热，烧杯内溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度降低，析出晶体【解析】（1）①将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里(假设没有气体生成)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度若如图1所示，U形管左侧液面降低，右侧液面升高，说明锥形瓶内气体膨胀，温度升高，发生的反应是放热反应，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应放热，所以X可以是CaO；②将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里(假设没有气体生成)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度若如图2所示，U形管左侧液面升高，右侧液面下降，说明锥形瓶内气体收缩，温度降低，发生的反应是吸热反应；A项，CO还原CuO生成二氧化碳和铜，该反应是吸热反应，符合题意；B项，CaCO3的分解生成氧化钙和二氧化碳，分解反应吸热，符合题意；C项，Al和Fe2O3的反应生成氧化铝和铁，铝热反应放热，不符合题意；选AB；（2）氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，铝片和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应放热，烧杯内溶液温度升高，氢氧化钙溶解度减小，有氢氧化钙析出，所以烧杯中澄清的石灰水变浑浊。实验15原电池的工作原理与应用一、原电池的工作原理实验装置实验现象实验结论__锌片上有气泡，铜片上无气泡__锌与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应__锌片上无气泡，铜片上有气泡__产生H2(还原反应)的位置发生了改变锌片上无气泡，铜片上有气泡，电流表指针偏转该装置将__化学能__转化为__电能__(1)原电池的电极负极：发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极正极：发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极(2)原电池的原理：原电池中电子的流动方向是从负极到正极；电流方向是从正极到负极。根据铜锌原电池，填写下表：电极电极材料电极反应反应类型得失电子的粒子电子流动方向负极ZnZn2e=Zn2+氧化反应Zn电子流出正极Cu2H++2e=H2↑还原反应H+电子流入总反应：________Zn+2H+=Zn2++H2↑___________(3)组成原电池的条件：=1\*GB3①自发进行的氧化还原反应=2\*GB3②活泼性不同的两个电极=3\*GB3③闭合回路=4\*GB3④电解质溶液（熔融电解质）原电池原理的应用【问题探究】1．在原电池中，负极材料的金属性一定大于正极材料吗？一般原电池中负极材料的金属性大于正极材料，在特殊情况下也有特例，如Al－Mg－NaOH原电池中，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极。2．如何利用Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag设计原电池？该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Cu－2e－=Cu2＋。还原反应(正极反应)：2Ag＋＋2e－=2Ag。故Cu作负极，活泼性比Cu差的材料作正极，如Ag、C等，AgNO3溶液作电解质溶液。如图。【知识归纳总结】1．加快化学反应速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池可以加快反应速率。eq\x(原理)—eq\a\vs4\al(原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时,相互的干扰减小，使反应速率增大。)|eq\x(实例)—eq\a\vs4\al(实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成,原电池，加快反应速率。)2．比较金属活泼性强弱：两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。eq\x(原理)—eq\a\vs4\al(一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，,发生还原反应。)|eq\x(实例)—eq\a\vs4\al(有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，,B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性A>B。)3．用于金属保护将被保护的金属与比其活泼的金属连接。eq\x(原理)eq\a\vs4\al(作原电池的正极的金属材料不参与反应)eq\x(实例)eq\a\vs4\al(要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。)4．设计原电池(1)依据：已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂为电解质溶液中的阳离子(或在正极上被还原)。(2)步骤：以Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu为例。步骤实例将反应拆分为电极反应负极反应Fe－2e－=Fe2＋正极反应Cu2＋＋2e－=Cu选择电极材料负极：较活泼金属，一般为发生氧化反应的金属Fe正极：活泼性弱于负极材料的金属或石墨Cu或C选择电解质一般为与负极反应的电解质CuSO4溶液画出装置图【典例1】（2022·浙江嘉兴·高一期末）某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：实验编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸指向铝2Al、Cu稀盐酸偏向铜3A1、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向镁根据上表中记录的实验现象，下列说法不正确的是A．实验1中铝电极上发生还原反应B．实验2中电子从铝片经导线流向铜片C．实验2和3都是A1做负极，实验1和4都是Al做正极D．实验3正极的电极反应为2H＋＋=H2↑【答案】C【解析】A．实验1中电解质溶液为稀盐酸，则根据金属活动性Mg＞Al，则金属Mg做负极材料，化合价升高失去电子发生氧化反应，金属Al为正极发生还原反应，A项正确；B．实验2中电解质溶液为稀盐酸，则金属Al为负极，化合价升高失去电子，则电子从负极经过导线流向正极，B项正确；C．实验2中金属Al为负极，实验3中金属Al为负极，实验1中金属Al为正极，实验4中金属Al为负极，C项错误；D．实验3正极为石墨，电解质溶液为稀盐酸，则溶液中的阳离子在石墨电极上变为氢气，正极的电极反应式为：2H＋＋=H2↑，D项正确；答案选C。【典例2】有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B为正极。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是A．D＞A＞B＞C B．B＞A＞D＞C C．D＞B＞A＞C D．D＞A＞C＞B【答案】A【解析】两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B为正极，所以活动性A＞B。金属和相同的酸反应时，活动性强的金属反应剧烈，将A、D分别投入等浓度盐酸溶液中，D比A反应剧烈，所以活动性D＞A；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，将铜浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明活动性B＞铜。如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明活动性Cu＞C，则活动性B＞Cu＞C；由上分析可知，金属的活动性顺序为D＞A＞B＞C，A选项符合题意；答案为A。【典例3】有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入的溶液中，乙同学将电极放入的溶液中，如图所示：(1)甲中移向_______极(填“”或“”，下同)。(2)乙中负极为_______________，写出总反应的离子方程式_______________________________________。(3)若甲、乙两池中负极质量的减少量相等，则两池产生氢气的物质的量之比为_______________。(4)通过该实验得出的下列结论正确的有_______(填字母)。A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此具体问题应具体分析(5)若将甲中镁片换成碳棒，电解质溶液换为溶液，则负极反应式为_______________________，正极的现象为_______________________________________。【答案】(1)(2)

铝片

2Al+2OH+2H2O=2AlO+3H2↑(3)3∶4(4)AD(5)

Al3e=Al3+

析出红色固体【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，结合原电池原理分析解答。(1)甲中镁易失电子作负极、Al作正极，原电池中阴离子移向负极，因此甲中移向镁片，故答案为：；(2)乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al+4OH3e=AlO2+2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al+2OH+2H2O=AlO+3H2↑，故答案为：铝片；2Al+2OH+2H2O=2AlO+3H2↑；(3)甲、乙两池中负极分别是金属Mg和金属Al，负极质量的减少量相等，物质的量之比等于∶=9∶8，根据关系式：MgH2，Al1.5H2，产生氢气的物质的量之比为3∶4，故答案为：3∶4；(4)A．根据甲、乙的反应原理知，原电池的正负极与电解质溶液有关，故A正确；B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；C．金属活动性顺序是只金属在酸性条件下的活动性顺序，该实验对研究物质的性质有实用价值，和金属活动顺序表无关，不是活泼的金属在原电池中一定做负极，故C错误；D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确；故答案为：AD。(5)若将甲中镁片换成碳棒，电解质溶液换为溶液，则铝为负极，碳棒为正极，负极反应式为Al3e=Al3+，正极反应式为Cu2++2e=Cu，正极上析出红色固体，故答案为：Al3e=Al3+；析出红色固体。1．某同学设计了下图所示两个实验装置(图I､图II中除连接的铜棒不同外，其他均相同)，有关说法正确的是A．图I中温度计的示数高于图II的示数B．图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温C．图I中锌棒溶解的速率比图II的快D．图I和图II的气泡均产生于锌棒表面【答案】A【解析】A项，图Ⅰ中为Zn和稀硫酸反应，为放热反应，图Ⅱ中构成原电池，化学能没有全部转化为热能，大多数转化为电能，所以图Ⅰ温度计示数高于图Ⅱ，正确；B项，图Ⅱ因构成原电池，大部分化学能转化成电能，温度计的示数低于图Ⅰ，错误；C项，图Ⅱ中构成原电池，反应速率更快，锌棒溶解速率更快，错误；D项，图Ⅰ气泡产生于锌棒表面，图ⅡCu为正极，气泡产生于Cu表面，错误。2．某化学兴趣小组为了探索电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：实验编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸指向铝2Al、Cu稀盐酸偏向铜3A1、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向镁根据上表中记录的实验现象，下列说法不正确的是A．实验1中铝电极上发生还原反应B．实验2中电子从铝片经导线流向铜片C．实验2和3都是A1做负极，实验1和4都是Al做正极D．实验3正极的电极反应为2H＋＋2e－H2↑【答案】C【解析】A项，实验1中电解质溶液为稀盐酸，则根据金属活动性Mg＞Al，则金属Mg做负极材料，化合价升高失去电子发生氧化反应，金属Al为正极发生还原反应，正确；B项，实验2中电解质溶液为稀盐酸，则金属Al为负极，化合价升高失去电子，则电子从负极经过导线流向正极，正确；C项，实验2中金属Al为负极，实验3中金属Al为负极，实验1中金属Al为正极，实验4中金属Al为负极，错误；D项，实验3正极为石墨，电解质溶液为稀盐酸，则溶液中的H＋在石墨电极上变为氢气，正极的电极反应式为：2H＋＋2e－H2↑，正确。3．如图，在烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，下列说法正确的是A．若X、Y分别为铁棒、石墨棒，烧杯中为FeCl3溶液，则Y电极质量增加B．若X、Y分别为铁棒、碳棒，烧杯中为稀硫酸，则铁棒上的电极反应式为2H＋＋2e－H2↑C．若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为浓硝酸，则铜棒逐渐溶解D．若两电极都是金属，烧杯中为稀盐酸，则金属活动性顺序：Y＞X【答案】C【解析】由图中电子的移动方向可知，电极X为原电池的负极，电极Y为正极。A项，若X、Y分别为铁棒、石墨棒，烧杯中为氯化铁溶液，铁离子在正极石墨棒上得到电子发生还原反应生成亚铁离子，则Y电极质量不变，错误；B项，若X、Y分别为铁棒、碳棒，烧杯中为稀硫酸，铁棒为负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e－Fe2＋，错误；C项，铝在浓硝酸中发生钝化，铜能与浓硝酸反应，若以铝棒、铜棒为电极材料，烧杯中为浓硝酸，铜棒为负极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜棒会逐渐溶解，正确；D项，若两电极都是金属，烧杯中为稀盐酸，做负极的X的金属活动性顺序强于做正极的Y，错误。4．现有a、b、c、d四个金属电极，用导线两两相连组成原电池。①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解。则下列说法正确的是A．由①和④可推出金属活动性：Cu＞cB．由②和③可推出金属活动性：d＞cC．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞cD．由①②④可推出金属活动性：a＞b＞d＞c【答案】C【解析】①a、b相连插入硫酸铜溶液中后，b极变粗，说明b电极是正极，铜离子放电，析出铜，金属性a＞Cu，且a＞b；②a、d相连插入稀硫酸中后，外电路电流从a流向d，a是正极，d是负极，金属性d＞a；③b、c相连插入稀硫酸中后，c极上有气泡产生，c电极是正极，b电极是负极，金属性b＞c；④c、d相连插入稀硫酸中后，d极溶解，d电极是负极，c电极是正极，金属性d＞c。据此判断。A．根据以上分析可知由①和④无法推出金属活动性：Cu＞c，A错误；B．由②和③可推出金属活动性：d＞a、b＞c，无法判断d与c的金属性强弱，B错误；C．由①②③可推出金属活动性：d＞a＞b＞c，C正确；D．由①②④可推出金属活动性：d＞a＞b、d＞c，b和c的金属性无法判断，D错误；答案选C。5．现用如图所示装置来测定某原电池工作时在一段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒的规格为1000mL，电极材料是镁片和铝片。下列有关说法正确的是A．b电极材料是镁片B．电流经a流向bC．若用NaOH溶液代替稀硫酸，溶液中的OH－移向铝片一极D．当量筒中收集到672mL气体时，通过导线的电子的物质的量为0.06mol【答案】C【解析】根据原电池的工作原理，由装置图知，电极b产生气体，则b为正极，电极b为铝片，电极反应式为：2H＋＋2e－H2↑；电极a为镁片，作负极，电极反应式为：Mg－2e－Mg2＋，电流经正极流向负极，阳离子移向正极，阴离子移向负极。A项，由分析知，b电极材料为铝片，错误；B项，由分析知，电极a为负极，电极b为正极，电流由正极流向负极，即电流经b流向a，错误；C项，用NaOH溶液代替稀硫酸，则铝作负极，阴离子移向负极，则溶液中的OH－移向铝片一极，正确；D项，未说明标况，无法计算量筒中收集气体的物质的量，无法计算通过导线的电子的物质的量，错误。6．总电能在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学利用已经学习的氧化还原反应知识与电流的产生进行探究。（1）（发思考）氧化还原反应的发生的本质是___。（2）（提出问题）可否让氧化还原反应中某些带电粒子的移动产生电流？（查阅资料）①导线中的电流足由于电子的定向移动产生的。②2019版人教版化学教材必修二P36有下描述：利用反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(用单线桥分析此反应并标出电子转移方向和数目__)。通过如图1特定装置使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使电子通过导体发生定向移动，形成电流。（3）如图1所示，插入稀硫酸的锌片和铜片用导线连接时，由于锌比锅活泼，与稀硫酸作用容易失去电子，被氧化成锌离子而进入溶液；锌片区域：(氧化反应)Zn2e=Zn2+；电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出：铜片区域；(还原反应)__。（4）（实验探究）利用铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流。第一步：按图2装置组成实验装置，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，用导线将___片与电流表黑色接线柱相连接；第二步：向烧杯中加入硫酸铜溶液；第三步：观察到电流表指针偏转，___片逐渐溶解，溶液由蓝色逐渐变为___色。（5）（交流反思）两个金属片区域发生的反应式分别为：(氧化反应)：___，(还原反应)：___。【答案】（1）电子的得失或电子的偏移（2）（3）2H++2e=H2↑（4）铁；铁浅绿（5）Fe2e=Fe2+Cu2++2e=Cu【分析】(1)氧化还原反应的发生的本质是电子的得失或电子的偏移；(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中，Zn失去2个电子变为锌离子，则总转移电子为2个，据此做单线桥；(3)铜片区域做正极，发生还原反应，氢离子得电子，生成氢气，据此写电极方程式；(4)铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流，可知铁做负极，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，可知铜片为正极；(5)反应中，铁做负极，发生氧化反应，电极方程式为：Fe2e=Fe2+；铜做正极，铜离子得电子，发生还原反应，电极方程式为：Cu2++2e=Cu。（1）氧化还原反应的发生的本质是电子的得失或电子的偏移，故答案为：电子的得失或电子的偏移；（2）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中，Zn失去2个电子变为锌离子，则总转移电子为2个，用单线桥表示为：，故答案为：；（3）铜片区域做正极，发生还原反应，氢离子得电子，生成氢气，则电极方程式为：2H++2e=H2↑，故答案为：2H++2e=H2↑；（4）铁和硫酸铜溶液的反应(Fe+CuSO4=FeSO4+Cu)产生电流，可知铁做负极，用导线将铜片与电流表红色接线柱相连接，可知铜片为正极，则用导线将铁片与电流表黑色接线柱相连接；观察到电流表指针偏转，则铁片逐渐溶解，生成亚铁离子，则溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，故答案为：铁；铁；浅绿；（5）反应中，铁做负极，发生氧化反应，电极方程式为：Fe2e=Fe2+；铜做正极，铜离子得电子，发生还原反应，电极方程式为：Cu2++2e=Cu，故答案为：Fe2e=Fe2+；Cu2++2e=Cu。实验16化学反应速率的影响因素影响化学反应速率的因素1.内因（主要因素）化学反应速率的大小主要是由物质本身的性质决定的，即反应物的分子结构或原子结构决定的。2.外界条件的影响（次要因素）①催化剂的影响：实验操作实验现象加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快实验结论催化剂可以加快反应速率②温度的影响：实验操作实验现象浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管实验结论温度越高速率越快③浓度的影响：实验操作实验现象不加水的试管中产生气泡的速率更快实验结论浓度越大反应速率越快压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强（缩小容器体积），可以加快化学反应速率；减小气体压强（增大容器体积），可以减慢化学反应速率。化学反应速率的影响因素【问题探究】1．实验室常用30%左右的硫酸与足量的锌粒反应制取H2，当反应一段时间后，气泡变得稀少了，如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来，原因是什么？反应的离子方程式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑。c(H＋)的大小影响着该反应的反应速率。气泡变稀少了，是因为c(H＋)减小了，反应速率减慢。添加一些适当浓度的硫酸溶液，由于溶液中c(H＋)又迅速增大，因而反应速率加快，产生气泡的速率又加快了。2．在恒压条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？减小。总压强不变，通入氦气体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减小。3．在恒容条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，向容器中通入氦气，化学反应速率如何变化？不变。容器体积不变，通入氦气，反应物的浓度不变，反应速率不变。【典例1】为了探究影响锌与盐酸反剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验：实验①(常温下)实验②(常温下)实验③下列说法正确的是A．对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧列程度的影响B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响【答案】A【解析】A．对比实验①和②，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，反应条件相同，但稀盐酸的浓度不同，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响；即10%的盐酸溶液比5%的稀盐酸反应更剧烈，故A正确；

B．对比实验②和③，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，因锌和稀盐酸反应的条件（温度）不同，稀盐酸的浓度不同，无法研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响，故B错误；

C．对比实验②和③，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，但稀盐酸的浓度不同，无法研究温度对反应剧烈程度的影响，故C错误；

D．对比实验①和②，锌的质量相同，稀盐酸的体积相同，但稀盐酸的浓度不同，无法研究温度对反应剧烈程度的影响，故D错误；

故选：A。【典例2】（2023·日照一模）下列实验能达到相应实验目的的是A．在铁制品上镀致密铜镀层B．探究浓度对反应速率的影响C．验证乙烯具有还原性D．制备FeSO4固体【答案】A【解析】A．一般情况下，在铁制品上镀铜时用纯铜作阳极，电极反应为：Cu2e=Cu2+，电解质溶液为CuSO4溶液，铁作阴极，电极反应为：Cu2++2e=Cu，但若用CuSO4过量氨水作电解质溶液，加入氨水可以形成铜氨络离子，使游离的铜离子浓度维持在一个稳定的状态，此时镀铜层的结晶会更一致，镀层的孔隙率下降，即使的铁上镀致密铜镀层，A符合题意；B．由于浓硫酸由强氧化性，导致反应原理发生改变，加入浓硫酸反应原理可能为：Na2S2O3+3H2SO4(浓)=Na2SO4+4SO2↑+3H2O，加入稀硫酸则反应原理为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，故不能探究浓度对反应速率的影响，B不合题意；C．由于乙醇易挥发，且乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故在通入酸性高锰酸钾溶液之前需通过盛水的洗气瓶来除去乙烯中的乙醇，且还可能产生还原性气体SO2，C不合题意；D．直接蒸干FeSO4饱和溶液，亚铁离子被氧化生成铁离子，则不能制备无水FeSO4，D不合题意；故答案为：A。1．某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是A．该实验探究的是温度对反应速率的影响B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同C．实验中，H2O2的浓度越大越好D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率不相同【答案】C【解析】A．两个装置中的变量是温度，所以该实验探究的是温度对反应速率的影响，A正确；B．由于二氧化锰是催化剂，且探究的是温度对反应速率的影响，所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B正确；C．双氧水浓度过大，反应速率过快，不易控制，所以实验中H2O2的浓度不宜过大，C错误；D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，由于改变了催化剂，则反应速率不相同，D正确；答案选C。2．某研究性学习小组利用溶液和酸性，溶液反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验内容与结果如下表所示：实验序号实验温度/K参加反应的物质溶液颜色褪至无色所需时间/s酸性溶液溶液V/mLV/mLV/mL129310.0230.10210.0220.18331310.020.11下列说法错误的是A．、、B．若，说明增加反应物浓度可提高反应速率C．实验2、3的目的是探究温度对反应速率的影响D．实验2中反应开始至结束时间段内【答案】D【解析】A．实验1、2对比，探究草酸浓度对反应速率的影响，根据控制变量法，，为控制高锰酸钾溶液的浓度相同，、，故A正确；B．实验1比实验2中草酸的浓度大，若，说明增加反应物浓度可提高反应速率，故B正确；C．实验2、3的温度不同，所以实验目的是探究温度对反应速率的影响，故C正确；D．实验2中反应开始至结束时间段内，故D错误；选D。3．（2023·山东潍坊·统考一模）下列实验方法或操作，可以达到实验目的的是标号实验目的实验方法或操作A测定中和反应的反应热酸碱中和滴定的同时，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度B探究浓度对化学反应速率的影响量取相同体积、不同浓度的HCl溶液，分别与等质量的大理石发生反应，对比现象C探究室温下的电离程度用pH计测量室温下0.1mol·L⁻¹氨水的pHD通过官能团的检验，鉴别乙醇和乙醛取两种待测液体于两支洁净的试管中，加入新制氢氧化铜悬浊液，加热至沸腾，观察现象【答案】CD【解析】A．测定中和反应的反应热需要测量反应前后温度的变化，但是应该使用量热计，不是在锥形瓶内，不可以达到实验目的，故A不符合题意；B．反应中还需要控制温度、大理石颗粒度等变量，不可以达到实验目的，故B不符合题意；C．用pH计测量室温下0.1mol·L⁻¹氨水的pH，可以通过pH计算出氨水电离出的氢氧根离子浓度，从而测定温下的电离程度，故C符合题意；D．乙醇含羟基，乙醛含有醛基，乙醛能和新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下反应产生砖红色沉淀，能鉴别，故D符合题意；故选CD。4．（2023·湖南长沙·高三湖南师大附中校考阶段练习）某小组探究和竞色反应。【查阅资料】①硫单质微溶于乙醇，难溶于水；②FeS、均为黑色固体，难溶于水；③，为无色离子。【设计实验】序号ⅠⅡⅢ操作在1mL0.1溶液中加入1mL0.1溶液在1.5mL0.1溶液中加入0.5mL0.1溶液在2mL1NaF溶液中加入0.5mL0.1溶液，得无色溶液，再加入1.5mL0.1溶液现象迅速产生黑色沉淀X，振荡，黑色沉淀溶解，放出臭鸡蛋气味气体，最终得到棕黄色浊液Y产生棕黑色沉淀Z产生黑色沉淀W结论分离Y得到和S经检验，Z的主要成分是，含少量经检验，W为下列推断正确的是A．黑色沉淀X溶解只发生复分解反应B．实验Ⅱ不生成S可能是氧化还原速率较大C．生成黑色沉淀W的反应为D．实验Ⅲ得到的原因是NaF降低了的浓度，使