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    9．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+，草酸被氧化成CO2．某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4•24H2O]即可对该反应起催化作用．为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
    （1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表，V1=20mL．
    实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL
    ①4601030
    ②5601030
    ③560V120
    ①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示．
    （2）上述反应中参加反应的Cr2O72-与草酸的物质的量之比为1：3．
    （3）实验①和②的结果表明溶液pH对该反应的速率有影响；实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3+）=$\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1（用代数式表示）．
    （4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4•24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请完成假设2和假设3：
    假设1：Fe2+起催化作用；
    假设2：Al3+起催化作用；
    假设3：SO42-起催化作用；
    （5）请你设计实验验证上述假设一，完成表中内容．（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O、Al2（SO4）3等．溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定）
    实验方案预期实验结果和结论
    用等物质的量的K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验

    分析 （1）①②中PH不同，是探究PH对速率的影响，则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响；
    （2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，Cr2O72-转化为Cr3+，根据电子守恒来计算；
    （3）实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，根据公式求算；
    （4）根据铁明矾的组成分析；
    （5）做对比实验：要证明Fe2+起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe2+存在时的实验，用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验．

    解答 解：（1）①②中PH不同，是探究PH对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响，通过控制溶液的总体积相同，草酸的用量不同来达到目的，根据实验①②可知溶液的总体各是100mL，则实验③中的V1应是（100-60-20）mL=20mL，故答案为：20；
    （2）草酸中碳元素化合价为+3价，氧化产物为CO2，被氧化为+4价，化合价共升高2价，Cr2O72-转化为Cr3+，化合价共降低了6价，根据电子守恒，参加反应的Cr2O72-与草酸的物质的量之比为是1：3，故答案为：1：3；
    （3）由实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，所以溶液pH对该反应的速率有影响，v（Cr3+）=2v（Cr2O72-）=$\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1，
    故答案为：溶液pH对该反应的速率有影响； $\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1；
    （4）根据铁明矾[Al2Fe（SO4）4•24H2O]组成分析，Al3+起催化作用；SO42-起催化作用，故答案为：Al3+起催化作用；SO42-起催化作用；
    （5）要证明Fe2+起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe2+存在时的实验，所以要选K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O，注意由于需要控制Al3+和SO42-浓度比，不要选用K2SO4和Al2（SO4）3；用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立；故答案为：

    实验方案预期实验结果和结论
    用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立
    ．

    点评 本题考查了探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，该反应为一比较熟悉的反应，还考查了从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力等，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    10．硫酸的分子式为H2SO4，摩尔质量为98g/mol．49克硫酸的物质的量为0.5mol，配制成500mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为1mol/L，该溶液中含H+的个数为NA．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    20．按要求完成下列填空
    （1）写出下列物质的电离方程式：
    Fe2（SO4）3Fe2（SO4）3=2Fe3++3SO42-，NaHCO3NaHCO3=Na++HCO3-；
    （2）写出下列反应的离子方程式：
    稀盐酸与碳酸钙反应CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，
    氢氧化钡溶液与稀硫酸反应Ba2++2OH-+2H++SO42-═BaSO4↓+2H2O；
    （3）写出与下列离子方程式相对应的化学方程式：
    H++OH-═H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O，
    CO32-+2H+═CO2↑+H2ONa2CO3+2HCl═CO2↑+H2O+2NaCl．
    （4）鉴别NaCl和Na2CO3溶液的试剂是氯化钙溶液，离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓
    （5）除去Fe粉中少量Al粉杂质的试剂是氢氧化钠溶液，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑．

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    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    17．短周期的五种主族元素A、B、C、D、E原子序数依次变小．A的单质在常温下为气态，B与D属于同一主族，C为自然界含量最多的金属元素，D的最外层电子数为次外层的2倍，E为周期表中原子半径最小的元素．
    （1）A、B的元素名称分别为氯、硅．
    （2）A、D氢化物中稳定性强的氢化物是HCl
    （3）A、C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O．
    （4）用化学反应方程式及必要的文字说明B、D非金属性的强弱CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3+CO32-，证明碳本比硅酸强，所以碳的非金属性比硅强．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．氧族元素是指位于元素周期表第16列的元素，包括氧、硫、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）五种元素．
    请回答下列问题：
    （1）与氧同周期的相邻元素中，第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O．
    （2）臭鼬排放的臭气主要成分为3-MBT（3-甲基-2-丁烯硫醇，结构如图1）．

    1mol3-MBT中含有σ键数目为15NA（NA为阿伏伽德罗常数的值）．沸点：3-MBT低于（CH3）2C=CHCH2OH（填“高于”或“低于”），主要原因是（CH3）2C=CHCH2OH分子间含有氢键，增强分子间作用力，使沸点升高．
    （3）S有+4和+6两种价态的氧化物．
    下列关于气态SO3和SO2的说法中正确的是AD（填选项字母）．
    A．中心原子的价层电子对数目相等
    B．都是极性分子
    C．中心原子的孤对电子数目相等
    D．都含有极性键
    ②SO3分子的空间构型为平面三角形，与其互为等电子体的阴离子为NO3-、CO32-（举一例）．将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图2，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是sp3．
    （4）元素X与硒同周期，X元素原子核外未成对电子数最多，X为Cr（填元素符号），X的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1．
    （5）单质钋是由金属键形成的晶体；若已知Po的摩尔质量为Mg•mol-1，原子半径为r pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则钋晶体的密度的表达式为$\frac{1{0}^{30}M}{8{r}^{3}{N}_{A}}$g/cm3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．阿司匹林的有效成分是乙酰水杨酸（）．实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[（CH3CO）2O]为主要原料合成乙酰水杨酸，制备的主要反应为：
    +（CH3CO）2O$→_{85-90℃}^{浓硫酸}$+CH3COOH操作流程如下：

    已知：水杨酸和乙酰水杨酸均微溶于水，但其钠盐易溶于水，醋酸酐遇水分解生成醋酸．
    回答下列问题：
    （1）合成过程中最合适的加热方法是水浴加热．
    （2）制备过程中，水杨酸会形成聚合物的副产物．写出该聚合物的结构简式．
    （3）粗产品提纯：
    ①分批用少量饱和NaHCO3溶解粗产品，目的是使乙酰水杨酸转化为易溶于水的乙酰水杨酸钠，便于与聚合物分离．判断该过程结束的方法是没有CO2产生
    ②滤液缓慢加入浓盐酸中，看到的现象是有浑浊产生．
    ③检验最终产品中是否含有水杨酸的化学方法是 取少量结晶于试管中，加蒸馏水溶解，滴加FeCl3溶液，若呈紫色则含水杨酸
    （4）阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定步骤（假定只含乙酰水杨酸和辅料，辅料不参与反应）：
    Ⅰ．称取阿司匹林样品m g；Ⅱ．将样品研碎，溶于V1 mL a mol•L-1NaOH（过量）并加热，除去辅料等不溶物，将所得溶液移入锥形瓶；Ⅲ．向锥形瓶中滴加几滴甲基橙，用浓度为b mol•L-1的标准盐酸到滴定剩余的NaOH，消耗盐酸的体积为V2mL．
    ①写出乙酰水杨酸与过量NaOH溶液加热发生反应的化学方程式．
    ②阿司匹林药片中乙酰水杨酸质量分数的表达式为$\frac{0.180（aV{\;}_{1}-bV{\;}_{2}）}{3m}$．

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    1．设NA为阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　　）
    A．标准状况下，密度为d g/L的某气体纯净物一个分子的质量为$\frac{22.4}{{N}_{A}}$g
    B．常温常压下，17g甲基（-14CH3）所含的中子数为9NA
    C．25℃时，1 L pH=13的NaOH溶液中含有NA个氢氧根离子
    D．4.6 g Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2，转移0.2NA个电子

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    18．氮是一种重要的元素，在很多物质中都含有它的身影．
    I．在9.3胜利日阅兵活动中，我国展示了多款导弹，向世界展示了我们捍卫和平的决心和能力．偏二甲肼【（CH3）2NNH2】是一种无色易燃的液体，常与N2O4作为常用火箭推进剂，二者发生如下化学反应：（CH3）2NNH2 （l）+2N2O4=2CO2 （g）+3N2（g）+4H2O（g）
    （1）该反应（Ⅰ）中氧化剂是N2O4．
    （2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4 （g） 2NO2 （g） 一定温度下，该反应的焓变为△H．现将2mol NO2充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是ABD．

    若在相同温度下，将上述反应改在体积为2L的恒容密闭容器中进行，平衡常数不变（填“增大”“不变”或“减小”），反应4min后N2O4的物质的量为0.8mol，则0～4s内的平均反应速率v（NO2）=0.2mol/L•s．
    II．硝酸铵（NH4NO3）是一种重要的铵盐，它的主要用途作肥料及工业用和军用炸药．在25℃时，将1mol 硝酸铵溶于水，溶液显酸性，原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示）．向该溶液滴加50mL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将逆向（填“正向”“不”或“逆向”）移动．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．下列属于碱性氧化物的是（　　）
    A．Ba（OH）2B．Na2O2C．SiO2D．Fe2O3

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