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    利用液面高度(差)有否变化 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。

    （1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。

    实验中发生反应的离子方程式为：      ；

    预期现象是：

    ①溶液的颜色由      色变为      色，

    ②其中加入      mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。

    然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。

    本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：

    表1　试验安排及结果

    实验

    编号

    A（KMnO4溶液浓度/mol·L-1）

    B（草酸溶液浓度/mol·L-1）

    C（硫酸溶液浓度/mol·L-1）

    褪色时间/s

    1

    3

    3

    1

    336

    2

    1

    2

    3

    82

    3

    3

    1

    3

    76

    4

    1

    3

    2

    133

    5

    2

    3

    3

    102

    6

    3

    2

    2

    156

    7

    2

    2

    1

    300

    8

    2

    1

    2

    115

    9

    1

    1

    1

    200

     

    应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表

    表2　各因素水平的数据处理结果

     

    A（KMnO4溶液）

    B（草酸溶液）

    C（硫酸溶液）

    浓度/mol·L-1

    0.005

    0.010

    0.015

    0.1

    0.5

    0.9

    6

    12

    18

    平均褪色时间/s

    138.3

    172.3

    189.3

    130.3

    179.3

    190.3

    278.7

    134.7

    86.7

     

    （2）由表2可知，三因素中，      的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而      的浓度对反应速率的影响不显著。

    （3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为      mol·L-1、草酸浓度为      mol·L-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。

    根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：

    表3　不同硫酸浓度下的褪色时间

    c(H2SO4)/mol·L-1

    18

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    褪色时间/s

    67

    83

    90

    103

    129

    146

    200

     

    （4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为      mol·L-1和      mol·L-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。

    结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。

     

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    草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
    （1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。
    实验中发生反应的离子方程式为：     ；
    预期现象是：
    ①溶液的颜色由     色变为     色，
    ②其中加入     mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
    然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。
    本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：
    表1　试验安排及结果

    实验
    编号
         		A（KMnO4溶液浓度/mol·L-1）
         		B（草酸溶液浓度/mol·L-1）
         		C（硫酸溶液浓度/mol·L-1）
         		褪色时间/s
     
    1
         		3
         		3
         		1
         		336
     
    2
         		1
         		2
         		3
         		82
     
    3
         		3
         		1
         		3
         		76
     
    4
         		1
         		3
         		2
         		133
     
    5
         		2
         		3
         		3
         		102
     
    6
         		3
         		2
         		2
         		156
     
    7
         		2
         		2
         		1
         		300
     
    8
         		2
         		1
         		2
         		115
     
    9
         		1
         		1
         		1
         		200
     
     
    应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表
    表2　各因素水平的数据处理结果
     
         		A（KMnO4溶液）
         		B（草酸溶液）
         		C（硫酸溶液）
     
    浓度/mol·L-1
         		0.005
         		0.010
         		0.015
         		0.1
         		0.5
         		0.9
         		6
         		12
         		18
     
    平均褪色时间/s
         		138.3
         		172.3
         		189.3
         		130.3
         		179.3
         		190.3
         		278.7
         		134.7
         		86.7
     
     
    （2）由表2可知，三因素中，     的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而     的浓度对反应速率的影响不显著。
    （3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为     mol·L-1、草酸浓度为     mol·L-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
    根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：
    表3　不同硫酸浓度下的褪色时间
    c(H2SO4)/mol·L-1
         		18
         		16
         		14
         		12
         		10
         		8
         		6
     
    褪色时间/s
         		67
         		83
         		90
         		103
         		129
         		146
         		200
     
     
    （4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为     mol·L-1和     mol·L-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。
    结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。

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    甲醛是世界卫生组织（WHO）确认的致癌物和致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08mg?m-3．某中学一研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定某新装修房间空气中甲醛的含量．

    （1）实验步骤如下（请填写空白）：
    ①用
    酸式滴定管
    酸式滴定管
    量取4.00mL 0.01mol?L-1KMnO4溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H2SO4，加水稀释至20mL备用．
    ②将1.00×10-3mol?L-1草酸（H2C2O4）标准溶液置于酸式滴淀管中备用．
    ③装好实验装置（如图所示，图中X为一容积为5L的橡皮储气装置），打开
    a
    a
    ，关闭
    b
    b
    （填“a”或“b”），用橡皮囊吸取新装修的房屋内空气，然后关闭
    a
    a
    ，打开
    b
    b
    （填“a”或“b”），再慢慢压缩皮囊，将其中气体全部压入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应．其重复50次．
    ④取洗气瓶中溶液5mL到锥形瓶中，用标准草酸溶液进行滴定，并记录滴定所消耗的草酸溶液的体积．再重复实验2次（每次所用的高锰酸钾溶液均为5.00mL）．
    ⑤计算3次实验消耗草酸溶液的平均体积，填入下表中．
    滴定
    次数    		 量取KMnO4溶液的体积（mL） 标准草酸溶液的体积 平均值
    （mL）
    滴定前刻度 滴定后刻度 实际体积（mL）
    第一次 5.00 0.00 19.60
    第二次 5.00 0.20 19.60
    第三次 5.00 0.06 18.06
    （2）该滴定是否需另加指示剂
    不需要
    不需要
    ，原因是
    KMnO4溶液为紫红色，滴定到终点时颜色由紫红色变为无色可指示滴定
    KMnO4溶液为紫红色，滴定到终点时颜色由紫红色变为无色可指示滴定
    ；
    （3）通过计算判断该居室内空气中甲醛的浓度是否达标，简要写出计算过程．用到的化学方程式有：4MnO4-+5HCHO+12H+=4Mn2++5CO2↑+6H2O；2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
    （4）某同学用该方法测量的空气中甲醛含量的数值比小组的平均值低许多，请你对其可能的原因（假设溶液配制、称量或量或量取及滴定实验均无错误）提出合理假设（至少答出2种可能性）
    未把橡皮囊中气体完全压出
    未把橡皮囊中气体完全压出
    ，
    压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅、同一地点取样次数太多等
    压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅、同一地点取样次数太多等
    ；
    （5）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中一致认为实验装置应加以改进．例如可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如图），有利于提高实验的准确度，其理由是
    可增大气体与溶液的接触面积，使空气中的HCHO被充分吸收
    可增大气体与溶液的接触面积，使空气中的HCHO被充分吸收
    ．

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    某化学课外活动小组在实验室做了如下一系列实验：
    该小组设计了如图1所示的一套气体发生、收集和尾气吸收装置以探究装置的多功能性．
    ①甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，则装置Ⅰ的a仪器中可加入
    H2O2
    H2O2
    或
    H2O
    H2O
    ，装置Ⅱ从
    C
    C
    管口进气即可作为排气法收集O2的装置．
    ②乙同学认为利用装置Ⅱ，可收集NO，试简述操作方法
    先往集气瓶中装满水，按照图Ⅱ装置好，C导气管接装置Ⅲ后，从D处导气管通入一氧化氮气体排净集气瓶内的水
    先往集气瓶中装满水，按照图Ⅱ装置好，C导气管接装置Ⅲ后，从D处导气管通入一氧化氮气体排净集气瓶内的水
    学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引．查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4．为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验．
    （一）定性检验
    （1）往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有
    Fe
    Fe
    ，产生气泡的离子方程式为
    Fe+2H+=Fe2++H2↑
    Fe+2H+=Fe2++H2↑
    ．
    （2）热还原法检验：按图2装置连接好仪器（图中夹持设备已略去），检查装置的气密性．往装置中添加药品．打开止水夹K通入氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯．
    请回答下列问题：
    ①检查装置A气密性的方法是
    关闭止水夹K，往长颈漏斗加水至漏斗内的液面高于导气管，静置一段时间后液面差保持不变，说明装置A的气密性良好
    关闭止水夹K，往长颈漏斗加水至漏斗内的液面高于导气管，静置一段时间后液面差保持不变，说明装置A的气密性良好
    ．
    ②B中试剂的名称是_
    浓硫酸
    浓硫酸
    ．
    ③若加热一段时间后，装置D中白色粉末变蓝色，对黑色粉末的组成得出的结论是
    是
    是
     （填“是或否”）含有Fe3O4．
    ④综上所述：黑色粉末的组成为
    Fe
    Fe
    和
    Fe3O4
    Fe3O4
    ．
    （3）为进一步证明黑色粉末是否含Fe3O4，某同学设计实验方案如下：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴入KSCN溶液，观察现象．请分析此方案是否可行，并解释原因．答：
    不可行，因Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+与Fe反应生成Fe2+，溶液不变色
    不可行，因Fe3O4溶于盐酸生成Fe3+与Fe反应生成Fe2+，溶液不变色
    ．
    （二）．沉淀法定量测定
    为进一步分析该黑色粉中两组分的比例关系，按图3实验流程进行测定．
    （4）操作II的名称是
    过滤
    过滤
    、
    洗涤
    洗涤
    、转移固体．
    （5）通过以上数据，计算黑色粉末中两组分的质量分别为
    Fe 0.56 Fe3O4 2.32
    Fe 0.56 Fe3O4 2.32
    ．

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