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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
[表1]
实验Ⅱ:另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表2:
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
[表2]
实验Ⅲ:另取3支试管分别加入5 mL等浓度H2C2O4溶液,然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间,如表3:
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
[表3]
(1)实验Ⅰ得出的结论是_____。
(2)比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是:_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO4溶液的反应有影响
③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
④在酸性范围内,pH值越小对反应越有利[
(3)写出草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式:____。实验室利用该反应标定未知浓度H2C2O4溶液,滴定终点的现象是:溶液颜色_____,且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO4溶液体积会导致测得H2C2O4溶液的浓度____(选填:偏大、偏小、无影响)。
(4)有同学根据查阅的资料提出KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为:

上述实验中,实验_____可证明这个历程是可信的。

(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。

练习册系列答案
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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
 
①实验1条件下,反应从开始至达到平衡,以v(CO2)表示的平均反应速率为          (保留小数点后二位数,下同)。
②实验2条件下平衡常数K=____  _____,该反应为          (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH1=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g)   ΔH2=-566.0 kJ/mol 
③ H2O(g)=H2O(l)  ΔH3=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式:                                     
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应式为:                       
②该电池工作时,溶液中的OH向______(填“正”或“负”)极移动。

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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

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)该课题组对铁明矾[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、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
 

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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
(4)电解TiO2制备钛的方法如图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO2熔融状态下不发生电离,电解时阴极反应式为       

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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
③若撤除干燥管装置,所测速率           (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

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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
 
请分析上表信息,回答下列问题。
(1)实验1、2 表明      对反应速率有影响,其规律是          
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有      (填实验序号)。
(3)该探究实验中,影响反应速率的因素还有         ,体现该影响因素的实验有      (填实验序号)。
(4)进行实验3时,若将稀硫酸改为50 mL 2.0 mol·L-1 盐酸(其他条件不变),发现:放出气泡的速率,盐酸明显比硫酸快。你认为可能的原因是              
(忽略温度对反应速率的影响)

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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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