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第五单元化学实验方案的设计和评价1.(2018浙江11月选考,24,2分)已知草酸(H2C2O4)是一种弱酸,157 升华,170 以上分解可放出CO2和CO;可与酸性KMnO4溶液反应;其钠盐易溶于水,钙盐难溶于水。下列说法正确的是()A.草酸受热产生的气体,用足量的NaOH溶液充分吸收后,可收集得到纯净的COB.草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则说明产生的气体中一定有COC.草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中,若能产生白色浑浊现象,则说明产生的气体中一定有CO2D.H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O答案DA项中,草酸受热产生的气体中,CO2被足量的NaOH溶液充分吸收,收集得到的CO带有H2O,故A错误;B项中,草酸受热产生的气体通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,不能说明产生的气体中一定有CO,也可能是H2C2O4的还原性使氧化铜被还原,故B错误;C项中,由于草酸(H2C2O4)157 升华,草酸受热产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中,产生白色浑浊现象可能是生成了CaC2O4,故C错误;D项中,H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O,故D正确。2.下列相关实验不能达到预期目的的是()选项相关实验预期目的A相同温度下,等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应探究接触面积对化学反应速率的影响B把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气体的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中探究温度对化学平衡的影响C在蔗糖中加入稀硫酸,水浴加热,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热探究蔗糖水解产物具有还原性D两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl3溶液探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响答案CA项,相同温度下,等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应,大理石与盐酸的接触面积不同,反应速率不同,能达到预期目的,A不符合题意;B项,温度不同,导致平衡2NO2 N2O4发生移动而使颜色发生变化,能达到预期目的,B不符合题意;C项,葡萄糖和新制氢氧化铜的反应必须在碱性条件下进行,不能达到预期目的,C符合题意;D项,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中一支试管中加入FeCl3溶液,H2O2分解速率加快,能达到预期目的,D不符合题意。3.用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验,下列说法不合理的是()A.若品红溶液褪色,则说明产物中含有SO2B.若溴水褪色,则说明SO2具有还原性C.若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡,则说明Na2S2O3只作氧化剂D.若品红溶液不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊,则说明亚硫酸比碳酸的酸性强答案CA项,SO2能使品红溶液褪色;B项,SO2使溴水褪色表现还原性;D项,品红溶液不褪色说明没有SO2,Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明有CO2,即SO2与NaHCO3反应生成了CO2,依据较强酸制较弱酸的原理可知亚硫酸比碳酸的酸性强。4.已知下列各组反应(表中的物质均为反应物)的反应物及温度,则反应开始时,放出H2的速率最快的是()编号金属(大小、形状相同的粉末)物质的量酸的浓度及体积反应温度/AMg 0.1 mol3 molL-1的硝酸10 mL60B Mg 0.1 mol3 molL-1的盐酸10 mL30CFe 0.1 mol3 molL-1的盐酸10 mL60D Mg 0.1 mol3 molL-1的盐酸10 mL60答案D反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素。反应速率还受到反应物浓度、温度、催化剂等外部因素的影响。反应物种类相同时,温度越高,反应物的浓度越大,反应速率越快,故D正确。5.某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:将镁粉投入冷水中,未见任何现象;将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的说法中正确的是()A.镁粉只直接与溴水中的溴反应B.镁粉只与溴水中的酸反应C.产生的极少量的气泡是镁粉与水反应得到的D.镁粉在水的催化下与溴发生反应答案D根据实验现象可得出结论:镁不易与冷水反应。溴水与镁粉发生反应,溴逐渐消耗。镁与液溴不反应。镁粉和液溴中滴加几滴水,迅速反应,溴很快消耗完全。综上所述,镁与溴水的反应机理是:镁粉在水的催化下与溴发生反应。6.为探究溴乙烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙、丙三名同学分别设计了如下三个实验方案: 甲:向反应后的混合液中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。乙:向反应后的混合液中滴入稀硝酸中和NaOH,然后再滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀生成,则可证明发生了消去反应。 丙:向反应后的混合液中滴入酸性KMnO4溶液,若溶液颜色变浅,则证明发生了消去反应。则有关上述实验方案叙述()A.甲正确 B.乙正确C.丙正确 D.都不正确答案DA项,反应后的混合液中存在氢氧化钠,溴与氢氧化钠反应而使溴水褪色,不能说明发生了消去反应,甲错误;B项,溴乙烷发生水解反应也会有此现象,不能说明发生了消去反应,乙错误;C项,醇也可以使酸性KMnO4溶液颜色变浅,不能说明发生了消去反应,丙错误,答案选D。7.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是()A.图1实验可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率的大小B.若图1所示实验中反应速率为,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好C.用图2装置测定反应速率,可测定反应产生的气体体积及反应时间D.为检查图2装置的气密性,可关闭A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位答案BA项,反应越剧烈,产生气体的速率越快,产生气泡越快,A正确;B项,若图1所示实验中反应速率为,则一定说明氯化铁比硫酸铜催化效果好,因二者所含的阴离子不同,要证明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好,要使选择的试剂中阴离子种类相同,B错误;C项,反应速率可用单位时间内产生的气体体积表示,该装置可通过注射器活塞的位置变化看生成气体的体积,C正确;D正确。8.乙酸异戊酯俗称香蕉油,可用作食品和化妆品香精。近年来研究出以SnCl4为高效催化剂进行酯化反应合成乙酸异戊酯的方法,该反应的化学方程式为:CH3COOH+(CH3)2CHCH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH(CH3)2+H2O。已知在制备过程中会有副反应发生,导致产品颜色略显黄色,黄色越深说明副产物越多。SnCl4可以选用硫渣中的锡与氯气反应来制得,锡的浸出率与温度的关系如图所示。经测定选用一定的酸醇比,控制反应温度为150 ,反应时间为1小时,催化剂用量对单位时间内生成物产率的影响如下表:n(SnCl45H2O)n(乙酸)乙酸异戊酯的产率/%产品颜色0.2510064.8无色0.5010072.9无色0.7510085.3浅黄色1.0010088.2浅黄色1.2510090.1浅黄色1.5010092.6黄色下列说法不正确的是()A.催化剂既可以增大化学反应速率,也可以使那些不可能发生的化学反应得以发生B.由上表可以知道,产品在一定时间内的产率随着催化剂用量的增加而提高,但是催化剂用量增加产品颜色也随着加深,原因是催化剂用量增加使主反应的选择性降低,副反应增多C.由上图可知,当浸出温度达到80 90 时,锡的浸出率大于90%,继续升高浸出温度,浸出率增加不明显,故选择8090 就可以D.四氯化锡价廉易得,腐蚀性小,反应时间短,且可以回收再利用,故是一种高效的合成乙酸异戊酯的催化剂答案A催化剂能增大反应速率,但不能决定反应能否发生。9.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A向亚硫酸钠溶液中,逐滴加入硝酸酸化的硝酸钡溶液产生白色沉淀产生的亚硫酸钡是难溶于水的沉淀B将CO2气体依次通过NaHSO3溶液、品红溶液品红溶液不褪色H2SO3的酸性比H2CO3强C常温下铜片插入硝酸中产生红棕色气体常温下铜和硝酸反应一定产生NO2D将H2O2溶液滴加到酸性KMnO4溶液中紫色溶液褪色H2O2具有氧化性答案BA中应产生BaSO4沉淀;B中二氧化碳通入亚硫酸氢钠溶液中无二氧化硫产生,说明碳酸无法制得亚硫酸,即亚硫酸的酸性强于碳酸;C中因为NO和O2反应生成NO2而显红棕色,所以铜与硝酸反应也可能产生NO;D中H2O2会将高锰酸钾还原,而非氧化。10.下列有关实验操作、发生的现象、解释或结论都正确的是()选项实验操作发生的现象解释或结论A将稀H2SO4滴加到Fe(NO3)2溶液中溶液变棕黄色,有红棕色气体生成HNO3分解生成NO2B将SO2通入滴有酸性高锰酸钾的溶液中溶液紫色褪去SO2具有漂白性C常温下将大小相同的铝片分别加入到浓硝酸和稀硝酸中铝片在浓硝酸中比在稀硝酸中反应更剧烈反应物浓度越大,反应速率越快D向某溶液中加入NaHCO3产生白色沉淀该溶液中可能含有氢氧化钡答案DA中反应实质是稀硝酸与Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+与一氧化氮,一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮,A错误;B中将SO2通入滴有酸性高锰酸钾的溶液中溶液紫色褪去,说明SO2具有还原性,B错误;C中铝与浓硝酸发生钝化,C错误;D中向某溶液中加入NaHCO3产生白色沉淀,该溶液中可能含有氢氧化钡,与NaHCO3反应产生BaSO3白色沉淀,D正确。11.(2018课标,26,14分)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题:(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是。仪器a的名称是。(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为。同时c中有气体产生,该气体的作用是。(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是、洗涤、干燥。(4)指出装置d可能存在的缺点。答案(1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗(2)Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+排除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触解析本题考查物质制备。(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。(2)由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+。c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。(3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。(4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。12.目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境,这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。【实验】确定硫的质量:按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50 mL 0.10 molL-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后,将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 molL-1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的KMnO4。记录数据如下:滴定次数待测溶液体积/mL草酸溶液体积/mL滴定前刻度滴定后刻度125.001.5023.70225.001.0226.03325.000.0024.99相关反应:2MnO4-+2H2O+5SO22Mn2+5SO42-+4H+2MnO4-+6H+5H2C2O42Mn2+10CO2+8H2O【实验】确定铁的质量:将实验硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。试回答下列问题:(1)判断滴定终点的方法是。(2)试管C中品红溶液的作用是。有同学提出,撤去C装置对实验没有影响,你的看法是(选填“同意”或“不同意”),理由是。(3)根据实验和实验中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为。【问题探究】滴定过程中,细心的同学发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因,该同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:编号温度/酸化的H2C2O4溶液/mLKMnO4溶/mL溶液褪色时间/s1255.02.0402255.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末)2.043605.02.025(4)分析上述数据,滴定过程中反应速率加快的一种可能原因是。答案(1)当滴入最后一滴草酸溶液时,锥形瓶中溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不变化(2)验证SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收同意当B中溶液颜色不变化,即可证明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收(3)Fe3S4(4)Mn2+对反应起到催化作用(或反应放热使温度升高),加快反应速率解析(3)第1次滴定时测得H2C2O4溶液体积误差较大,应舍去,第2、3次取平均值,V(H2C2O4)=25.00 mL,与H2C2O4反应的KMnO4的物质的量为0.01 molL-10.025 L25=0.000 1 mol,与SO2反应的KMnO4的物质的量为0.05 L0.10 molL-1-100.000 1 mol=0.004 mol,n(SO2)=0.004 mol52=0.01 mol,n(S)=0.01 mol;0.6 g固体为Fe2O3,n(Fe)=0.61602 mol=0.007 5 mol,n(Fe)n(S)=0.007 5mol0.01mol=34,所以该铁硫簇结构的化学式为Fe3S4。(4)对比实验1、2知,Mn2+可使反应速率加快;对比实验1、3知,温度升高,反应速率加快。13.(2017课标,26,14分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:、。(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。仪器B的名称是。将下列实验操作步骤正确排序(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量A f.冷却到室温根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为。a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式。答案(1)样品中没有Fe()Fe()易被氧气氧化为Fe()(2)干燥管dabfce76(m2-m3)9(m3-m1)偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3解析本题考查FeSO4的化学性质及实验方案的分析。(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明溶液中不含Fe3+;通入空气,溶液逐渐变红,说明Fe2+被氧气氧化成了Fe3+。(2)先通入N2将装置中的空气排出,然后加热,可防止FeSO4在加热过程中被氧化;最后在N2保护下冷却至室温再称重。设绿矾晶体的化学式为FeSO4xH2O,结合题意可知18x152=m2-m3m3-m1,x=152(m2-m3)18(m3-m1)=76(m2-m3)9(m3-m1);若实验时未排空气就加热,则FeSO4会被氧化,使m3偏大,计算出的x偏小。(3)由题意可知Fe+2SO4固体高温条件下可分解生成Fe+32O3,依据氧化还原反应中得失电子守恒规律推测产物中应有SO2,且Fe2O3与SO2物质的量之比为11,结合原子守恒可知产物中还应该有SO3,故FeSO4高温分解反应的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3;SO2与BaCl2不反应,SO3与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,故先用BaCl2溶液检验SO3气体,再用品红溶液检验SO2气体,最后用NaOH溶液进行尾气处理。14.二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁装置示意图如图一所示。已知:二茂铁熔点是173 ,在100 时开始升华;沸点是249 。制备二茂铁的反应原理是:2KOH+FeCl2+2C5H6 Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。实验步骤为:在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min;再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6,密度为0.95 g/cm3),搅拌;将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液25 mL装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,45 min滴完,继续搅拌45 min;再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌;将c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。回答下列问题:(1)仪器b的名称是。(2)步骤中通入氮气的目的是。(3)仪器c的适宜容积为(选编号):。100 mL250 mL500 mL(4)步骤用盐酸洗涤的目的是。(5)步骤是二茂铁粗产品的提纯,该过程在图二装置中进行,其操作名称为;该操作中棉花的作用是。(6)为了确认得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是;若最终制得纯净的二茂铁4.3 g,则该实验的产率为(保留三位有效数字)。答案(1)球形冷凝管(2)排尽装置中的空气,防止Fe2+被氧化(3)(4)除去多余的KOH(5)升华防止二茂铁挥发进入空气中(6)测定所得固体的熔点58.4%解析(1)仪器b为球形冷凝管。(2)Fe2+具有还原性,能被氧气氧化,通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止Fe2+被氧化。(3)根据实验,加入到仪器c中的液体体积总和为(60+5.5+25+25) mL=115.5 mL,因此选用250 mL的三颈烧瓶。(4)根据制备二茂铁的化学方程式以及所给的KOH、氯化亚铁、环戊二烯的量可知,加入的KOH应是过量的,因此步骤中加入盐酸的目的是除去多余的KOH。(5)图二操作名称为升华,棉花的作用是防止升华的二茂铁进入空气中。(6)可利用二茂铁的熔点低的特点,检验是否是二茂铁;环戊二烯的质量为5.5 mL0.95 g/cm3=5.225 g,FeCl2的质量为6.5 g,根据反应方程式知FeCl2过量,则根据环戊二烯进行计算,理论上产生二茂铁的质量为5.225 g186266=7.362 5 g,产率为4.3 g7.362 5 g100%58.4%。15.为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5 mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。乙同学提出了不同的看法,认为Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu,并设计实验进行探究。已知:水解反应平衡常数(K)Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+7.9 10-4Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+3.2 10-10Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+3.2 10-7请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为。(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。试剂:0.5 mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.55.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。方案:。(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。实验内容实验现象甲同学的实验方案溶液逐渐变成蓝绿色,pH略有上升乙同学的实验方案无明显现象,pH没有明显变化据实验现象写出发生反应的离子方程式:。导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是。解释乙同学的实验现象。(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的:。答案(1)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(2)测定硝酸铁溶液的pH,再用硝酸钠溶液和稀盐酸配制成与硝酸铁溶液pH相同、硝酸根离子浓度相同的溶液,将铜片加入到该溶液中,观察是否发生反应(3)Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+Fe3+转化为Cu2+和Fe2+,水解能力下降在此酸性条件下NO3-不能氧化Cu(4)将铜片放入0.5 mol/L氯化铁溶液中(或其他合理答案)解析(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。(2)乙同学认为Fe(NO3)3溶液中的NO3-也能氧化Cu,据此设计对照实验,配制pH、NO3-的物质的量浓度与0.5 mol/L Fe(NO3)3溶液相同但不含Fe3+的溶液即可,将铜放入该溶液中,观察是否发生反应,若不能发生反应,则在此pH的情况下,NO3-不能氧化Cu。(3)丙同学的实验证明甲同学的结论是正确的,发生反应的离子方程式为Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+。根据水解反应的平衡常数知Fe3+水解程度最大,溶液的pH略有上升,说明Fe3+转化为Cu2+和Fe2+,水解能力下降。乙同学的实验现象说明在酸性条件下,Fe(NO3)3溶液中的NO3-不能氧化Cu。(4)将甲实验所用Fe(NO3)3溶液换成等浓度的FeCl3溶液即可达到目的。16.某实验小组利用 KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液的反应进行“外界因素对反应速率影响”的探究,设计实验方案如下:甲组:通过测定生成 CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。实验装置如图,实验时分液漏斗中 A 溶液一次性加入 B 溶液中。序号A溶液B溶液2 mL 0.2 molL-1H2C2O4溶液4 mL 0.01 molL-1KMnO4溶液2 mL 0.1 molL-1H2C2O4溶液4 mL 0.01 molL-1KMnO4溶液(注:实验中所用 KMnO4溶液均已加入相同量的H2SO4)(1)写出锥形瓶中加入 A 溶液后发生反应的离子方程式:。(2)该组实验的目的是探究对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器,实现该实验目的还欠缺的仪器是。乙组:通过测定溶液褪色时间来判断反应速率的大小,实验记录如下表:实验编号温度/烧杯中所加的试剂及其用量(mL)加入少量固体溶液褪色时间(s)0.6 molL-1H2C2O4溶液H2O0.2 molL-1KMnO4溶液3 molL-1稀硫酸2530.020.030.020.0无1.850V1V230.020.0无1.02515.0V315.010.0无3.62530.020.030.020.0K2SO41.82530.020.030.020.0MnSO40.6(3)若实验、是探究温度对化学反应速率的影响,V1=;设计实验、的目的是。(4)根据乙组的实验记录,下列结论正确的是。A.实验中,V3=10.0B.实验、说明反应速率只与KMnO4浓度有关C.根据实验、可推出实验中的反应速率变化是:起初较小,后明显变大,最后逐渐变小答案(1)2MnO4-+5H2C2O4+6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O (写C2O42-不可)(2) H2C2O4浓度秒表(3) 30.0(写30不可)探究产物是否对反应有催化作用(4)C解析(1)H2C2O4为弱酸,离子方程式中用分子式。(2)该组实验中只有H2C2O4浓度不同,所以是探究浓度对反应速率的影响。要记录的数据是一定时间内产生CO2气体的体积,或产生一定体积的CO2气体所需的时间,故要用秒表测量时间。(3)实验、是探究温度对化学反应速率的影响,除温度外其他因素都要相同,所以V1=30.0,V2=20.0,填写时要特别注意有效数字。(4)实验中V3=10.0时,溶液褪色时间应小于1.8 s。实验、中,各种物质的浓度都发生变化,无法说明反应速率只与KMnO4浓度有关;由实验、可推出Mn2+对反应起催化作用,实验中的反应速率变化是:起初较小,后产生Mn2+起催化作用,速率明显变大,最后速率又逐渐变小。
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