(15分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4= K2SO4 + 2M
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(15分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验: 【实验原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4= K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O 【实验内容及记录】
实验编号
| 室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
| 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液
| H2O
| 3 mol/L 稀硫酸
| 0.05mol/L KMnO4溶液
| 1
| 3.0
| 2.0
| 2.0
| 3.0
| 1.5
| 2
| 2.0
| 3.0
| 2.0
| 3.0
| 2.7
| 3
| 1.0
| 4.0
| 2.0
| 3.0
| 3.9
| 请回答: (1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。 (2)利用实验1中数据计算,若用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)= 。 (3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108074629-58137.png) ①该小组同学提出的假设是 。 ②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号
| 室温下,试管中所加试剂及其用量 / mL
| 再向试管中加入少量固体
| 室温下溶液颜色褪至无色所需时间 / min
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液
| H2O
| 3 mol/L 稀硫酸
| 0.05 mol/L KMnO4溶液
| 4
| 3.0
| 2.0
| 2.0
| 3.0
|
| t
| ③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是 。 (4)工业上可用电解K2MnO4浓溶液的方法制取KMnO4,则电解时,阳极发生的电极反应为 ;总方程式为 。 |
答案
(1)其他条件相同时,增大H2C2O4浓度(或反应物浓度),反应速率增大(3分,每点1分) (2)1.0×10-2 mol / (L·min) (2分) (3) ①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用)[2分,不指出MnSO4(或Mn2+)扣1分] ② MnSO4 (2分) ③ 与实验1比较,溶液褪色所需时间短(2分,不写“与实验1比较”扣1分) 或:所用时间(t)小于1.5min(或其他合理答案) (4)2MnO42--2e-=2MnO4-(或 MnO42--e-=MnO4- ) (2分); 2K2MnO4+2H2O电解2KMnO4+2KOH+H2↑(2分) |
解析
试题分析:(1)根据表中数据可知,其他条件相同时,增大H2C2O4浓度(反应物浓度),反应速率增大。 (2)反应中消耗高锰酸钾的浓度是 =0.015mol/L,所以υ(KMnO4)=0.015mol/L÷1.5min=1.0×10-2 mol / (L·min)。 (3)①由图2可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂. ②要验证假设作对比实验与与实验1比较,其它条件相同时加入MnSO4即可。 ③如果假设成立,则加入硫酸锰以后若反应加快,溶液褪色的时间小于1.5min,说明Mn2+是催化剂. (4)K2MnO4制取KMnO4,反应过程中Mn元素的化合价从+6价升高到+7价,因此锰酸钾在阳极放电,电极反应式为MnO42--e-=MnO4-,阴极是溶液中的氢离子放电产生氢气,所以总反应式为2K2MnO4+2H2O电解2KMnO4+2KOH+H2↑。 |
举一反三
温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t / s
| 0
| 50
| 150
| 250
| 350
| n(PCl3) / mol
| 0
| 0. 16
| 0. 19
| 0. 20
| 0. 20
| 下列说法正确的是 A. 反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)=" 0." 0032 mol·L-1·s-1 B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=" 0." 11 mol·L-1,则反应的驻H<0 C. 相同温度下,起始时向容器中充入1. 0 mol PCl5、0. 20 mol PCl3和0. 20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆) D. 相同温度下,起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3和2. 0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80% |
(16分)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。 (1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成: ①I-(aq)+ O3(g)==IO-(aq)+O2(g) △H1 ②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2 ③HOI(aq)+ I-(aq)+ H+(aq) I2(aq)+H2O(l) △H3 总反应的化学方程式为______,其反应△H=______。 (2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq) I3-(aq),其平衡常数表达式为_______。 (3)为探究Fe2+对氧化I-反应的影响(反应体系如图13),某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH,结果见图14和下表。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108074616-27896.jpg)
编号
| 反应物
| 反应前pH
| 反应后pH
| 第1组
| O3+ I-
| 5.2
| 11.0
| 第2组
| O3+ I-+ Fe2+
| 5.2
| 4.1
| ①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_______。 ②图13中的A为 。由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是_______。 ③第2组实验进行18s后,I3-下降。导致下降的直接原因有(双选)______。 A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 (4)据图14,计算3~18s内第2组实验中生成I3-的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。 |
下列各图与表述不一致的是
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108074612-29429.png) A.图①表示T℃时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线。若T℃时,若起始时X为1.20mol,Y为1.00mol,则平衡时Y的转化率为80% | B.图②中曲线表示向弱酸HA的稀溶液中加水稀释 | C.图③b曲线表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)→CH3-CH3(g) △H<0,使用催化剂时,反应过程中的能量变化 | D.图④表示向NH4Al(SO4)2溶液中滴加过量的NaOH溶液 |
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下列图示与对应的叙述相符的是
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108074609-97992.png) A.根据图①可判断可逆反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)的ΔH>0 | B.图②表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影响,乙的压强大 | C.图③可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化 | D.据图④,若除去0.1mol·L-1CuSO4溶液中混有的Fe3+,可向溶液中加入适量NaOH至pH约为7 |
|
下列有关说法正确的是A.实验室制氢气,为了加快反应速率,可向稀H2SO4中滴加少量Cu(NO3)2溶液 | B.为处理锅炉水垢中的CaSO4,可先用饱和Na2CO3溶液浸泡,再加入盐酸溶解 | C.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0平衡时,其他条件不变,升高温度,再次达到平衡时氢气转化率增大 | D.吸热反应“TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)”在一定条件下可自发进行,则该反应的△S<0 |
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