题目列表(包括答案和解析)
对于一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应的系列研究,请根据相关信息回答问题。
⑴关于反应物之间的定量关系的研究:
已知反应:Br2 +2Fe2+=2 Br -+2Fe3+,向10mL0 .1mol/L的Fe Br2溶液中通入0 .003mol Cl2,该反应的离子方程式为
⑵关于反应速率、限度的研究:
①已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱,测得pH=13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg 2+)=
②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级的Cu2O并通入0 .1mol水蒸气,发生反应:
2 H2O(g)
2 H2 (g) + O2(g) △H=+484kJ· mol-1,不同时段产生O2的量见下表:
时间/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(O2)/mol | 0.0010 | 0.0016 | 0.0020 | 0.0020 |
则前20min的反应速率v(H2O)= ;达到平衡时,至少需要吸收的光能为 kJ。
③向某密闭容器中加入0 .3molA、0 .1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示。附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都只改变一种条件。已知t3~t4为使用催化剂,甲图中t0~t1阶段c (B)未画出。请回答:
Ⅰ:t4~t5阶段改变的条件是 t5~t6阶段改变的条件是
Ⅱ:B的起始浓度为 ,该反应方程式为
(12分)下表是甲城市某日空气质量报告:
城市 | 污染指数 | 首要污染物 | 空气质量级别 | 空气质量状况 |
甲 | 55 | SO2 | II | 良 |
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。
【探究实验】
实验一:用下图所示装置进行实验。
①A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2气体。
②实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变 色,说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是 。
③D装置的作用是 。若实验中向装置内通入标准状况下2.24L SO2气体,且NaOH溶液过量。最多能生成Na2SO3的物质的量为 mol。(反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O)
实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的显 性(“酸”“碱”“中”),然后每隔1 h测定其pH,发现pH逐渐变小,直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。
【查阅资料】SO2形成酸雨的另一途径; SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,
SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作 。(填“氧化剂”或“催化剂”)
【探究结论】SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。本市可能易出现酸雨。
【知识联想】
(1)酸雨造成的危害是: (举一例)。
(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因。
【提出建议】本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入 (填“水”或“乙醇”)。
【解析】实验一:要检验二氧化硫能否使干燥的试纸变色,就需要事先干燥二氧化硫,即浓硫酸是用来干燥二氧化硫的;二氧化硫是酸性氧化物和水反应生成亚硫酸,亚硫酸是二元弱酸,具有酸的通性;由于二氧化硫属于大气污染物,需要进行尾气处理,氢氧化钠易吸收二氧化硫。2.24L SO2气体是,根据硫原子守恒可知Na2SO3的物质的量也是0.1mol。
实验二:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3的过程中,飘尘参与反应,但反应前后并没有发生变化,其飘尘的存在,加速了反应的进程,所以是催化剂,氧气才是氧化剂;氮的氧化物一般是NO或NO2,它们在水中最终转化为硝酸;水不能燃烧,不能加水。乙醇是可燃物,且燃烧产物不含造成污染,所以可以加入乙醇。
(12分)下表是甲城市某日空气质量报告:
城市 |
污染指数 |
首要污染物 |
空气质量级别 |
空气质量状况 |
甲 |
55 |
SO2 |
II |
良 |
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。
【探究实验】
实验一:用下图所示装置进行实验。
①A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2气体。
②实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变 色,说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是 。
③D装置的作用是 。若实验中向装置内通入标准状况下2.24L SO2气体,且NaOH溶液过量。最多能生成Na2SO3的物质的量为 mol。(反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O)
实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的显 性(“酸”“碱”“中”),然后每隔1 h测定其pH,发现pH逐渐变小,直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。
【查阅资料】SO2形成酸雨的另一途径; SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,
SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作 。(填“氧化剂”或“催化剂”)
【探究结论】SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。本市可能易出现酸雨。
【知识联想】
(1)酸雨造成的危害是: (举一例)。
(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因。
【提出建议】本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入 (填“水”或“乙醇”)。
【解析】实验一:要检验二氧化硫能否使干燥的试纸变色,就需要事先干燥二氧化硫,即浓硫酸是用来干燥二氧化硫的;二氧化硫是酸性氧化物和水反应生成亚硫酸,亚硫酸是二元弱酸,具有酸的通性;由于二氧化硫属于大气污染物,需要进行尾气处理,氢氧化钠易吸收二氧化硫。2.24L SO2气体是,根据硫原子守恒可知Na2SO3的物质的量也是0.1mol。
实验二:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3的过程中,飘尘参与反应,但反应前后并没有发生变化,其飘尘的存在,加速了反应的进程,所以是催化剂,氧气才是氧化剂;氮的氧化物一般是NO或NO2,它们在水中最终转化为硝酸;水不能燃烧,不能加水。乙醇是可燃物,且燃烧产物不含造成污染,所以可以加入乙醇。
KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定:
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1;
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1;
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成____ 组实验进行对比即可得出结论。
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:
KMnO4酸性溶液浓度 (mol·L-1) | 溶液褪色所需时间(min) | | ||
第一次 | 第二次 | 第三次 | ||
0.02 | 14 | 13 | 11 | |
0.002 | 6.7 | 6.6 | 6.7 | |
KMnO4酸性溶液 | H2C2O4溶液 | ||
浓度/ mol/L | 体积(ml) | 浓度/ mol/L | 体积(ml) |
0.02 | 2 | b | 4 |
a | 2 | c | 4 |
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