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5.酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应.某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素.
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸.
(1)写出滴定过程中发生反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O.
(2)滴定过程中操作滴定管的图示1正确的是A.
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的草酸溶液浓度偏高(填“偏高”、“偏低”、或“不变”).
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol•L-1.用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL).
试验编号温度(℃)催化剂用量(g)酸性高锰酸钾溶液实验目的
a.实验1和2探究探究温度不同对反应速率的影响
b.实验1和3探究反应物浓度对该反应速率的影响.
c.实验2和4探究催化剂对反应速率的影响
体积(mL)浓度(mol•L-1
1250.540.1000
2500.540.1000
3250.540.0100
425040.1000
(4)写出表中a 对应的实验目的探究温度不同对反应速率的影响;若50°C时,草酸浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线 如图所示,保持其他条件不变,请在图中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图2.

(5)该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
试验编号溶液褪色所需时间(min)
第1次第2次第3次
114.013.011.0
36.56.76.8
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论.甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述甲同学改进的实验方案其它条件相同时,利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应,测量溶液褪色时间.
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4并非MnCl2,原因可用离子方程式表示为2MnO4-+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O.

分析 Ⅰ.(1)高锰酸钾具有强氧化性,能把草酸氧化成二氧化碳,自身被还原成二价锰离子;
(2)根据滴定管的使用规则判断;
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使高锰酸钾溶液的体积偏大;
Ⅱ.(4)实验1、2只有温度不同,其他用量完全相同;根据温度降低反应速率减小画出25℃时c(H2C2O4)~t的变化曲线示意图;
(5)高锰酸钾的物质的量相同,浓度不同的草酸溶液,可以探究反应物浓度对该反应速率的影响;
(6)酸性条件下,高锰酸根离子能将氯离子氧化成氯气.

解答 解:Ⅰ.(1)高锰酸钾具有强氧化性,把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳,Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子,由于草酸分子中有2个C原子,根据得失电子守恒,高锰酸钾与草酸的反应比例为 5:2,故反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,
化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O,
故答案为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O;
(2)根据滴定管的使用规则,滴定时,左手包住滴定管的活塞控制液滴的滴出,防止活塞被意外打开,即如图A所示操作,
故答案为:A;
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使高锰酸钾溶液的体积偏大,使得测得的草酸的物质的量偏大,溶液浓度偏高,
故答案为:偏高;
Ⅱ.(4)实验1、2反应物用量完全相同,只有温度不同,目的就在于探究温度不同对反应速率的影响;25℃时反应速率小于50℃时,所以草酸的浓度变化比50℃时小,反应需要的时间大于50℃条件下需要的时间,据此画出25℃时c(H2C2O4)~t的变化曲线示意图为:
故答案为:探究温度不同对反应速率的影响;
(5)因根据表格中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系,需满足高锰酸钾的物质的量相同,浓度不同的草酸溶液,
故答案为:其它条件相同时,利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应,测量溶液褪色时间;
(6)酸性条件下,高锰酸根离子能将氯离子氧化成氯气,自身被还原成二价锰离子,反应方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O,
故答案为:2MnO4-+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O.

点评 本题考查了探究温度、浓度对反应速率的影响、浓度随时间变化的曲线,题目难度中等,试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.丙烷、乙烯等有机物在工业上有广泛的应用,回答下列问题:
(1)已知下图1为各组物质能量总和及相互间转化的能量关系,写出丙烷气体(C3H8)分解得到石墨(C)和氢气的热化学方程式C3H8(g)═3C(石墨,s)+4H2(g)△H=△H1-△H2-△H3

(2)在两个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比[$\frac{n({H}_{2})}{n(C{O}_{2})}$]充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H.CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图2所示.
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②该反应的△H<(填“>”“<”或“=”)0,判断的理由是温度升高CO2的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,正反应为放热反应.
③氢碳比:X>(填“>”“<”或“=”)2.0.
④在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)<(填“>”“<”或“=”)P点的v(逆).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列有关表述正确的是(  )
(1)-OH与  组成元素相同,含有的电子数也相同
(2)sp2杂化轨道:
(3)Fe2+的离子结构示意图:
(4)CO2的比例模型图:
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(6)次氯酸的电子式为
A.(1)(2)(4)(6)B.(2)(3)(5)C.(1)(4)(5)D.(1)(2)(5)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列实验操作与实验目的或结论一致的是(  )
选项实验操作实验目的或结论
A将0.1mol•L-1 Na2CO3溶液滴入BaCl2溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol•L-1 Na2SO4溶液,无明显现象证明Ksp(BaSO4)>
Ksp(BaCO3
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C向NaAlO2溶液中持续通入气体Y,先出现白色沉淀,最终沉淀又溶解Y可能是CO2气体
D用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO32溶液中,溶液变黄色证明氧化性:H2O2比Fe3+
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.有机香料的分子式为C13H18O2,其合成路线如图所示:
已知:R-CH═CH2$→_{②H_{2}O_{2}/OH-}^{①B_{2}H_{6}}$R-CH2CH2OH

通过质谱法测得A的相对分子质量为56,它的核磁共振氢谱显示有两组峰且峰面积之比为1:3;D分子中含有支链;E能发生银镜反应,在催化剂存在下1mol E与2mol H2可以发生反应生成F,且F分子中含有苯环但无甲基.请回答:
(1)A中所含官能团的名称为碳碳双键;A生成B的反应类型是加成反应.
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(4)符合下列条件:①遇FeCl3溶液显紫色、②苯环上有两个取代基的F的同分异构体有6种,写出其中一种物质的结构简式等.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响.燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一.
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO$?_{△}^{催化剂}$2CO2(g)+N2(g)△H<0
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A.a1>a2    B.b1<b2        C.t1>t2
D.乙图中阴影部分面积更大
E.甲图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,图2示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是BD(填代号).

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
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温度/℃800100012001400
平衡常数0.451.92276.51771.5
①该反应是吸热反应(填“吸热”或“放热”).
②T℃时,向1L密闭容器中投人l mol CH4和l mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol/L,该温度下反应CH4+H2O═CO+3H2的平衡常数K=6.75.
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③阳极产生气体的体积在标准状况下是1.68L.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列实验方案设计不合理的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

14.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式,下列物质中,只含有上述一种作用的是 (  )
A.金刚石B.氯化钠C.氢氧化钠D.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸.若向所得硝酸铜溶液中加入3mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(  )
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