草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ:在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入少量MnSO4固体再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表1:
试 管 | 未加MnSO4的试管 | 加有MnSO4的试管 |
褪色时间 | 30 s | 2 s |
试 管 | 未滴加稀硫酸的试管 | 滴加了稀硫酸的试管 |
褪色时间 | 100 s | 90 s |
试 管 | 滴入10滴稀硫酸的试管 | 加入1 mL稀硫酸的试管 | 加入2 mL稀硫酸的试管 |
褪色时间 | 70 s | 100 s | 120 s |
(1)Mn2+(或硫酸锰)在反应中起到催化剂的作用,加快了反应速率。(2)①②③;
(3)5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O; 从无色变为浅紫红色;偏大(4)Ⅰ;
解析试题分析:(1)未加MnSO4的试管褪色需要30 s,加MnSO4的试管褪色需要2 s.说明Mn2+能够加快反应速率。在反应中起到催化剂的作用。(2)加入10滴稀硫酸的试管在室温下褪色需要90s,放置在温度为65℃的水浴中加热的褪色时间需要70s,说明温度对该反应速率有影响;在室温下未滴加稀硫酸的试管褪色需要100 s,滴加稀硫酸的试管褪色需要90s。说明硫酸对草酸和KMnO4溶液的反应有影响;同样放置于温度为65℃的水浴中分别加入10滴稀硫酸加热,加入1 mL稀硫酸加热,加入2 mL稀硫酸加热,褪色时间分别是70s、 100s、 120s,则说明加入少量硫酸,可促进草酸和KMnO4溶液反应,而加入大量硫酸,反应速率比较小;在酸性条件下,溶液的酸性越小,对反应越有利,溶液的酸性越大,对反应反而不利。结论正确的是①②③。(3)草酸溶液与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;在滴定时通常是用已知浓度的物质来滴定未知浓度的物质。所以未知浓度H2C2O4在锥形瓶中,已知浓度的KMnO4在酸式滴定管中。滴定终点时溶液的颜色从无色变为浅紫红色,且在半分钟内不褪色。在滴定完成后若仰视读取KMnO4溶液,则KMnO4标准溶液体积偏大,以此为标准进行计算求出的草酸的浓度就会偏大。(4)实验Ⅰ是证明Mn2+对反应的催化作用。实验Ⅱ是证明溶液的酸碱性对反应的影响。实验Ⅲ是证明温度对反应的影响。通过这些分析可知实验Ⅰ可证明这个历程是可信的。
考点:考查各种条件对草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应的影响的知识。
科目:高中化学 来源: 题型:计算题
把3molA和2.5molB混合于2L密闭容器中,发生反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),5min后反应达平衡,容器内压强变小,测得D的平均反应速率为0.1mol/(L.min).求:
(1) x= ;
(2) 平衡时C的浓度为多少?(要求写出计算过程)
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式,并在方框内填上系数。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二组数据:
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
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科目:高中化学 来源: 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 ℃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 |
① | 4 | 60 | 10 | 30 |
② | 5 | 60 | 10 | 30 |
③ | 5 | 60 | | |
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:实验题
(14分)金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如下:
已知:2H2SO4(浓)+ FeTiO3=TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
(1)步骤I中发生反应的离子方程式: 、 。
(2)已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时,难溶电解质溶解度与pH关系如图,
TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因 是 。
② TiO2+水解的离子方程式为 。
向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是 。
当溶液pH= 时,TiO(OH)2已沉淀完全。
(3)TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。限选试剂:1.00 mol·L-1 HNO3、2.00 mol·L-1 HNO3,细颗粒大理石、粗颗粒大理石,35 ℃水浴。
(1)他们能完成哪些因素对速率影响的探究?
____________________________________________________________。
(2)请根据能进行的探究内容,填写以下实验设计表,完成探究实验:
(3)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和 。
(4)该实验小组用如图实验装置进行实验。
①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外,必需的实验仪器还有 。
②干燥管中应放置的试剂是 。
A.碱石灰 | B.无水CaCl2 |
C.P2O5固体 | D.浓硫酸 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下:
分析表中数据回答下列问题,
(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而____________。
(2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入_____g的二氧化锰为较佳选择。
(3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确_______理由是_________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某学习小组利用铁与稀硫酸的反应,进行“探究影响化学反应速率因素”的实验。结果如下表:
实验 序号 | 铁的质量/g | 铁的 形态 | V(H2SO4) /mL | c(H2SO4) /mol·L-1 | 反应前溶液 的温度/℃ | 金属完全消 失的时间/s |
1 | 0.10 | 片状 | 50 | 0.8 | 20 | 200 |
2 | 0.10 | 粉状 | 50 | 0.8 | 20 | 25 |
3 | 0.10 | 片状 | 50 | 1.0 | 20 | 125 |
4 | 0.10 | 片状 | 50 | 1.0 | 35 | 50 |
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
已知常温下KHSO3溶液的pH<7,且等浓度的HSO3-的电离程度大于SO32-的水解程度。等物质的量的KHSO3、K2SO3、K2SO4溶于足量水形成的溶液中,有关粒子之间的关系正确的是
A.c(SO42-)>c(HSO3-)>c(SO32-) >c(H2SO3) |
B.c(K+)>c(SO32-)>c(SO42-)>c(HSO3-)>c(H+)>c(OH-) |
C.c(K+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+2c(SO42-) |
D.c(K+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(SO42-)+c(OH-) |
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