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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。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]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°C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,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

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

4

 

10

30

5

60

10

 

 

60

 

20

 

测得实验①和②溶液中的Cr2O72浓度随时间变化关系如图所示。

(2)实验①和②的结果表明_______________________________;

(3)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:Fe2起催化作用;假设二:              ;假设三:              ;……

(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(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(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

取_______________________________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

若溶液中的Cr2O72浓度____________________________则假设一成立;

若溶液中的Cr2O72浓度____________________________则假设一不成立;

 

 

【答案】

 

(1)

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

 

60

 

 

 

 

 

30

4或5

 

20

 

 

(2)溶液的pH对该反应的速率有影响(3)Al3+起催化作用;SO42起催化作用(4)等物质的量K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O;大于实验①中的Cr2O72浓度;等于实验①中的Cr2O72浓度

【解析】

试题分析:(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,故答案为

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

 

60

 

 

 

 

 

30

4或5

 

20

 

 

(2)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(3)根据铁明矾[Al2Fe(SO44•24H2O]组成分析,Al3+起催化作用;SO42-起催化作用;(4)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(SO43•24H2O;用等物质的量K2SO4•Al2(SO43•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;

考点:探究影响化学反应速率的因素

 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?安徽)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+.某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO44?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(表中不要留空格).
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
4 60 10
30
5 60 10

30
5 60
20
20
20
20
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示.
(2)上述反应后草酸被氧化为
CO2
CO2
     (填化学式).
(3)实验①和②的结果表明
溶液pH对该反应的速率有影响
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+)=
2(c0-c1)
t1
2(c0-c1)
t1
mol?L-1?min-1(用代数式表示).
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO44?24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:
Al3+起催化作用
Al3+起催化作用

假设三:
SO42-起催化作用
SO42-起催化作用

(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容.
(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2(SO43?24H2O、Al2(SO43等.溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论

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科目:高中化学 来源: 题型:

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(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,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格).
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
4   10 30
5 60 10  
  60   20
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示.
(2)实验①和②的结果表明
 

(3)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO44?4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;假设二:
 
;假设三:
 
;…
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容.(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2(SO43?24H2O、Al2(SO43等.(溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
 
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
若溶液中的Cr2O72-浓度
 
则假设一成立;
若溶液中的Cr2O72-浓度
 
则假设一不成立;

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科目:高中化学 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(安徽卷带解析) 题型:实验题

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+。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°C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,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

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

4
60
10
30

5
60
10
30

5
60
 
 
 
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为           (填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明         ;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=   mol·L-1·min-1
(用代数式表示)。
(4)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:             
假设三:             
……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、Al2Fe(SO4)4·24H2O、Al2(SO4)3等,溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定。)
实验方案(不要求写具体操作过程)
预期实验结果和结论
 
 
 

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科目:高中化学 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(安徽卷解析版) 题型:实验题

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+。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°C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,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

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

4

60

10

30

5

60

10

30

5

60

 

 

 

测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为           (填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明         ;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=   mol·L-1·min-1

(用代数式表示)。

(4)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:Fe2+起催化作用;

假设二:             

假设三:             

……

(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。

(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、Al2Fe(SO4)4·24H2O、Al2(SO4)3等,溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定。)

实验方案(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

 

 

 

 

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