高考化学化学反应速率与化学平衡综合题含答案(1)

高考化学化学反应速率与化学平衡综合题含答案(1)

一、化学反应速率与化学平衡

1．某小组同学对FeCl3与KI的反应进行探究。

（初步探究）室温下进行下表所列实验。

(1)证明实验Ⅰ中有Fe2+ 生成，加入的试剂为____________________________。

(2)写出实验Ⅰ反应的离子方程式：_____________________________________。

(3)上述实验现象可以证明Fe3+与I?发生可逆反应，实验Ⅰ在用量上的用意是__________

(4)在实验I的溶液中加入CCl4，实验现象是____________________________，取其上层清液中滴加KSCN溶液，并未看到明显的红色，其原因为（从平衡移动的角度解释）

_________________________________________________________。

（深入探究）20min后继续观察实验现象：实验Ⅰ溶液棕黄色变深；实验Ⅱ溶液红色变浅。

(5)已知在酸性较强的条件下，I?可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I?氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验：

____________________________________，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是__________________________。

噲?2Fe2++I2使KI过量，再检验是否有Fe3+，以证明该反【答案】铁氰化钾 2Fe3++2I?垐?

应为可逆反应下层呈紫色，上层呈浅绿色用CCl4萃取碘以后，使平衡右移，Fe3+浓度更小，与SCN-的反应不明显向试管中加入5ml 0.1mol/L的KI溶液和1-2滴淀粉溶液，加酸调pH=5,钟后观察现象碘离子浓度过小，氢离子浓度过小（合理即可）

【解析】

【分析】

(1) 在含有Fe2+ 的溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成；

(2) Fe3+与I-发生氧化还原反应生成碘单质；

(3) 取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol?L-1KSCN溶液溶液呈红色，实验Ⅰ滴入几滴反应后仍含铁离子；

(4)I2易溶于CCl4；减小生成物的浓度，平衡会向正反应方向移动。

(5) 已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，设计实验可以在酸性弱的条件下观察反应现象分析判断，导致溶液不变蓝的因素可逆是碘离子浓度和氢离子浓度低的原因。【详解】

(1) 取实验Ⅰ反应后溶液适量，向溶液中滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成，说明所得溶液

中含有Fe2+ ，即反应中生成Fe2+；

(2) Fe3+与I-发生氧化还原反应，所以该反应的离子方程式为：2Fe3++2I-?2Fe2++I2；

(3) 实验Ⅱ取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol?L-1KSCN溶液，溶液变红色，说明KI过量的前提下仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明反应为可逆反应；

(4) 因I2易溶于CCl4，则实验I的溶液中加入CCl4，振荡静置后可观察到下层呈紫色，上层呈浅绿色；在2Fe3++2I-?2Fe2++I2平衡体系中，萃取后I2的浓度降低，平衡正向移动，溶液中Fe3+的浓度极低，向上层清液中滴加KSCN溶液，Fe3+与SCN-的反应不明显，无法看到明显的红色。

(5) 已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I-氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验：向试管中加入

5ml0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至PH=5，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是c(I-)浓度低、c(H+)浓度低。

2．影响化学反应速率的因素很多，某校化学小组用实验的方法进行探究。

实验一：他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol/L、2 mol/L、18.4 mol/L)。设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表

实验步骤现象结论

①分别取等体积的2

mol/L的硫酸于试管中②反应速率Mg＞Fe，Cu不反应

金属的性质越活泼，反应速率

越快

（1）甲同学表中实验步骤②为____________________

（2）甲同学的实验目的是：在相同的温度下，__________________________________。实验二：乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响，利用下图所示装置进行定量实验。

（3）乙同学在实验中应该测定的数据是______________。

（4）乙同学完成该实验应选用的实验药品是______________________；该实验中不选用某

浓度的硫酸，理由是_________________________。

【答案】分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg 研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间) Mg(或Fe)和0.5 mol/L硫酸和2 mol/L硫酸常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2，Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化

【解析】

【分析】

（1）要比较金属和稀硫酸的反应快慢，则应该使金属的形状和大小都是相同的，即分别投入形状、大小相同的Cu、Fe、Mg；

（2）根据步骤和现象，目的是探究金属（反应物）本身的性质与反应速率的关系；

（3）要定量研究，需要测定一定时间内产生气体的体积（或产生一定体积的气体所需要的时间）；

（4）浓硫酸和金属反应不能生成氢气，而铜与稀硫酸又不反应，所以选择的药品是Mg （或Fe）、0.5ol/L硫酸和2mol/L硫酸。常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2；Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。

【详解】

（1）根据表中的信息得出该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响，根据表中数据可知，硫酸的浓度相同，不同金属的规格应相同，故答案为：分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg；

（2）根据表中的信息可知该同学的实验目的是研究反应物本身的性质对反应速率的关系对反应速率的影响，故答案为：研究金属(或反应物)本身的性质与反应速率的关系；

（3）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，根据速率公式可知应该测定的实验数据是测定一定时间产生气体的体积或测定产生一定体积的气体所需时间，故答案为：一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)；

（4）由题意可知实验中应选用的实验药品是金属和酸，因浓硫酸和铁发生钝化现象而影响判断，所以完成该实验应选用的实验药品是Mg（或Fe）和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸；常温下，浓硫酸能够使Fe钝化， Mg发生氧化还原反应不生成氢气，而生成二氧化硫，不能判断影响化学反应速率的因素，故答案为：Mg（或Fe）和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸；常温下Mg与18.4 mol/L硫酸反应生成SO2，Fe在18.4 mol/L硫酸中钝化。

3．甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4)：

甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验，其中A、B的成分见表：

（1）该反应的离子方程式为____；

乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响，某同学在室温下完成以下实验

（2）X=___，4号实验中始终没有观察到溶液褪色，你认为可能的原因是____。

（3）在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做3号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果如表：

结合实验目的与表中数据，你得出的结论是____。

（4）从影响化学反应速率的因素看，你的猜想还可能是____的影响。若用实验证明你的猜想，除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是___。

a.硫酸钾

b.水

c.氯化锰

d.硫酸锰

【答案】5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 5 H2C2O4的量太少，KMnO4过量

反应速率加快不是温度的影响催化剂 d

【解析】

【详解】

（1）KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应生成二氧化碳、硫酸锰和水,该反应的离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O；

（2）为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为20，则X=20-10-5=5；环境表中数据可知H2C2O4的量太少，KMnO4过量，所以4号实验中始终没有观察到溶液褪色；

（3）根据表中数据知，20s时温度不最高，但20s前突然褪色，说明温度不是反应速率突然加快的原因；

（4）KMnO4与H2C2O4反应生成硫酸锰，锰离子有催化作用，所以猜想还可能是催化剂的作用，要想验证锰离子的催化作用，在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变

化即可，答案选d。

【点睛】

锰离子对于高锰酸钾和草酸的反应具有催化作用，在人教版选修四提到过，应该熟记以便于以后的应用。

4．CuSO4溶液对过氧化氢的分解反应具有催化作用。有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。

(1)请你帮助他们完成实验报告：

(2)已知FeCl3在水中可电离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想。

甲同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的H2O；

乙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Fe3＋；

丙同学的猜想：真正催化H2O2分解的是FeCl3溶液中的Cl－。

你认为最不可能的是_______同学的猜想，理由是________。

(3)同学们对余下的两个猜想用实验进行了探究。请你仔细分析后完成下表：

【答案】试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃甲过氧化氢溶液中有水，可见水不是催化剂起催化作用的不是Cl－ Fe2(SO4)3溶液试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃起催化作用的是Fe3＋

【解析】

【分析】

此题通过提出猜想、实验探究、得出结论等步骤，以实验形式探究FeCl2溶液对过氧化氢分解反应的催化作用。

（1）FeCl3溶液对双氧水的分解有催化作用，所以现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；

（2）对于真正催化分解H2O2的到底是H2O、Fe3+还是Cl-，同学共有三个猜想，根据推理，可知最不可能的是甲；

（3）通过加入加入少量的HCl引入Cl-，而无明显现象，起催化作用的不是Cl-；从而可知起催化作用的一定是铁离子，通过加入Fe（NO3）3溶液（或Fe2（SO4）3溶液引入Fe3+，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+。

【详解】

(1)根据实验结论可知实验中H2O2迅速分解，则现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃，故答案为试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；

(2) 三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会自行分解，可见水不是催化剂，故答案为甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；

(3)设计实验时需要控制变量，即分别加入Fe3＋或Cl－，第一步实验加盐酸(有Cl－、无Fe3＋)无明显现象，说明Cl－不起催化作用；第二步实验应加入一种含Fe3＋但不含Cl－的物质，如Fe2(SO4)3等，H2O2的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+，故答案为起催化作用的不是Cl-；Fe2（SO4）3溶液）；试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe3+。

【点睛】

本题考查化学探究实验，注意从对比试验的角度验证了对H2O2起催化作用的是Fe3+，把握催化剂对反应速率的影响及题给信息为解答的关键。

5．某化学兴趣小组为验证SO2的还原性和Fe3+的氧化性，特邀你参与以下探究活动。

I.理论预测

该兴趣小组实验实施前进行了充分的讨论交流,确定选择SO2和FeCl3溶液的反应来探究，并预测将SO2通入FeCl3溶液中的现象。小组同学想听听你的分析：

（1）确定选择SO2和FeCl3溶液的反应而不选择SO2和Fe(NO3)3溶液的反应来探究，你认为可能是基于什么原因作出的选择：_______________________________________。（2）将SO2通入FeCl3溶液中，你认为可能观察到的现象是：______________________，你预测的理论依据是（用离子方程式表示）：___________________________________。II.实验探究

（1）配制1mol·L-1FeCl3溶液（未用盐酸酸化）

①下面是小组四位同学在配制溶液时的“转移”操作，其中正确的是：_________。

②检测得知溶液呈酸性，其原因是：___________________________（用离子方程式表示）。

（2）将SO2通入FeCl3溶液至饱和，观察到溶液由棕黄色变为红棕色，并没有观察到预期的现象。将反应后的溶液放置12小时后又出现了预期的结果。

查阅资料得知：[Fe(HSO3)]2+为红棕色，生成[Fe(HSO3)]2+的反应为可逆反应。请你用化学方程式解释将SO2通入FeCl3溶液至饱和时观察到的现象：

_____________________________________。

（3）为了探究如何缩短红棕色变为预期颜色的时间，小组继续探究：另取少量FeCl3溶液，再通入SO2，溶液变为红棕色，加浓HCl酸化，几分钟后变为预期颜色。请你推测小组在实验方案设计中“加浓HCl酸化”的目的是：

_____________________________________________________。

【答案】NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰溶液由（棕）黄色变为浅绿色 2Fe3+ + SO2 + 2H 2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ A Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3+ 3H+ FeCl3+ SO2 + H2O

[Fe(HSO 3)]Cl2+ HCl 增大H+浓度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2+ HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率

【解析】

【分析】

本题考查SO2和FeCl3溶液反应的实验探究，涉及物质性质的分析，物质的量浓度溶液的配制，盐类的水解，外界条件对化学平衡的影响，结合相应知识进行分析；

【详解】

I.(1)SO2溶于水显酸性，酸性条件下， NO3-也可将SO2氧化，干扰实验，因此，本题答案为：NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰；

(2)由于SO2具有还原性，Fe3+具有氧化性，预测SO2通入FeCl3溶液中SO2将Fe3+还原为

Fe2+，可能观察到的现象是：溶液由棕黄色变为浅绿色。反应的离子方程式可表示为

SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，因此，本题答案为：溶液由（棕）黄色变为浅绿

色；2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+；

II.（1）①“转移”时防止溶液外洒，应将玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度线以下，用玻璃棒引流溶液，故选A；

②FeCl3属于强酸弱碱盐，由于Fe3+的水解使溶液呈酸性，Fe3+水解的离子方程式为

Fe3++3H 2O Fe（OH）3+3H+，因此，本题答案为：Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3+ 3H+；（2）根据资料，红棕色溶液中含[Fe（HSO3）]2+，该过程中元素的化合价没有变化，反应的化学方程式为SO 2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，因此，本题答案为：FeCl3+ SO2 + H 2O [Fe(HSO3)]Cl2+ HCl；

（3）出现红棕色是发生了反应SO 2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，缩短红棕色时间，使上述平衡向逆反应方向移动。因此，本题答案为：增大H+浓度，使“ FeCl3+ SO2 +

H 2O [Fe(HSO3)]Cl2+ HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率；

6．某实验小组学习化学反应速率后，联想到H2O2分解制备氧气，设计如下实验方案探究外界条件对反应速率的影响。

编号温度反应物催化剂

甲25℃试管中加入3mL5%H2O2溶液1mL蒸馏水

乙25℃试管中加入3mL5%H2O2溶液1mL0.1mol/LFeCl3溶液

丙40℃试管中加入3mL5%H2O2溶液1mL蒸馏水

(1)实验乙中发生反应的化学方程式为_______________。

(2)实验甲和实验乙的实验目的是____________。实验甲和实验丙的实验目的是

___________。

(3)实验过程中该同学对实验乙中产生的气体进行收集,并在2min内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如下表。

时间/s20406080100120

气体体积/mL实验乙15.029.543.556.569.581.5

0~20s的反应速率v1=__________mL/s,100~120s的反应速率v2=__________mL/s。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是__________。

【答案】2H2O22H2O+O2↑探究催化剂对反应速率的影响探究温度对反应速率的影响0.750.6随反应的不断进行，H2O2溶液的浓度逐渐降低，反应速率减小

【解析】（1）双氧水在加热的条件下，它能分解生成氧气，方程式为：

2H2O22H2O+O2↑；（2）甲和乙实验中除双氧水的浓度不同外其他条件都相同，可知实验探究反应物的不同浓度对反应速率的影响；实验甲和实验丙，除反应温度不同外其他条件均相同，可知探究温度对反应速率的影响；

（3）化学反应速率可用单位时间内反应物的减少或生成物的增加来表示。根据表中数据和题中反应速率的单位可知，

；速率减小的原因是随反应的不断进行，溶液的过氧化氢浓度逐渐降低，反应速率减小。

7．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：

（2）丙实验中O 2与KI 溶液反应的离子方程式是__________________________。

（3）对比乙、丙实验可知，O 2与KI 溶液发生反应的适宜条件是___________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________________________。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I 中的白雾使溶液变蓝。学生将I 中产生的气体直接通入下列________溶液（填序号），证明了白雾中含有H 2O 2。

A ．酸性KMnO 4

B ．FeCl 2

C ．氢硫酸

D ．品红

（5）资料显示：KI 溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI +O 2 +2H 2O=2I 2 + 4KOH 。该小组同学取20 mL 久置的KI 溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）_____________________造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确。_________________________________________。

【答案】 MnO 2固体 分液漏斗 O 2+4I -+4H +=2I 2+2H 2O 酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验 AD 3I 2+6OH -=5I -+IO 3-+3H 2O 在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH 2SO 4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误

【解析】试题分析：由题中信息可知，可利用装置Ⅰ、30% H 2O 2溶液、MnO 2固体制备O 2，或者选用装置Ⅱ和KMnO 4固体制备O 2，然后利用装置Ⅲ和0.1mol/L H

2SO 4溶液探究O 2与KI 溶液发生反应的条件。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：

（2）丙实验中，根据实验现象可知，在酸性条件下，O2与KI溶液反应生成了碘，其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。

（3）对比乙、丙实验可知，乙实验中没有使用0.1mol/L H2SO4溶液、没有碘生成，故O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。欲证明白雾中是否含有H2O2，根据其具既有还原性又有氧化性，可以将I中产生的气体直接通入酸性KMnO4 溶液或品红溶液中，若观察到酸性KMnO4 溶液褪色或品红溶液褪色，而O2不能使这两种溶液褪色，所以O2中有H2O2。故应选择AD两种溶液。O2也能与FeCl2 溶液、氢硫酸反应，故不能用于检验所以O2中是否有H2O2。

（5）资料显示：KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，说明I2可能与KOH发生了歧化反应，其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要证明这个猜想是否正确，可以利用I-和IO3-可以发生归中反应生成I2，设计实验方案检验I2，实验方案是：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。

点睛：本题以探究影响化学反应速率的因素的实验为载体，考查了实验方案的设计与评价，实验方案设计的一般要求、常见气体的制备方法、常见物质的检验方法等等。要求学生要掌握控制变量法，能根据控制变量法设计实验方案，探究某个变量对事件的影响规律，掌握常见气体的制备方法，掌握常见物质的检验方法，并且能根据物质的组成特点选择合适的检验方法。

8．某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如图1所示的装置。

（1）检查图1所示装置气密性的方法是。

（2）若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测

量。

（3）实验测得铝丝产生气体的速率（v）与时间（t）的关系如图2所示，则t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是；t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是。

【答案】（1）用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升；

（2）产生相同体积的气体所需时间；

（3）反应放热，溶液温度升高使反应速率加快，氢离子浓度减少反应速率减慢。

【解析】

试题分析：（1）检查图1所示装置气密性的方法是用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升。

（2）若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测量产生相同体积的气体所需时间。

（3）金属与酸反应放热，体系温度升高，则t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是反应放热，溶液温度升高使反应速率加快；随着反应的进行，酸的浓度逐渐降低，化学反应速率减慢，t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是氢离子浓度减少反应速率减慢。

考点：考查化学反应速率的影响因素

9．研究发现某些金属离子如 Fe3+、Cu2+等对H2O2的分解也具有催化作用，为了比较 MnO2与Fe3+和Cu2+的催化效果，某同学设计了如图甲、乙所示的实验。

请回答相关问题：

（1）定性分析：图甲可通过观察__________（填写相关实验现象），定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为 Fe2(SO4)3或者将 CuSO4改为 CuCl2更为合理，其理由是

______________。

（2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。检查乙装置气密性的方法是_____________，实验中需要测量的数据是

___________。

（3）加入0.10mol MnO2 粉末于50mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示．

①实验时放出气体的总体积是_______mL，反应放出气体所需时间约为_________min。

②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为 D＞C＞B＞A．解释反应速率变化的原因：

______________。

③计算 H2O2的初始物质的量浓度为__________mol/L。（保留两位有效数字）

【答案】（1）产生气泡的快慢（2分）消除阴离子不同对实验的干扰（2分）

（2）关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉出一段，过一会后看其是否回到原位（2分）产生40mL气体所需的时间（2分）

（3）①60（1分）4（1分）②随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢（2分）③0.11（2分）

【解析】

试题分析：（1）比较反应速率的大小可通过生成气泡的快慢来判断，比较金属阳离子的催化效果要排斥阴离子的干扰；

（2）检验气密性可通过关闭分液漏斗活塞，将注射器活塞向外拉出一段，如活塞回到原位说明气密性良好；比较化学反应速率大小，可用生成相同体积气体所需时间，或相同时间内生成气体的体积进行判断；

（3）①当反应进行到4min时，反应结束，生成气体的体积最大为60mL；

②由于随着反应的进行，浓度减小，因此导致反应速率减慢；

③根据方程式计算

2H2O＝2H2O+O2↑

2mol 22.4L

n（H2O2） 0.06L

n（H2O2）=2mol×0.06L/22.4L=0.00536mol，

所以c（H2O2）=0，00536mol/0.05L=0.11 mol?L-1。

【考点定位】本题考查催化剂的对照试验

【名师点晴】该题较为综合，涉及反应速率、气密性检查、物质的量浓度的计算等问题，注意控制变量法探究影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。另外还需要注意把握该实验的气密性的检查问题。检查装置气密性的原理一般都是通过改变装置内气体压强实现的，若检查气密性的装置本身是一个非气密性装置，则第一步要处理成一个密闭体系。装置气密性的检查，难在以下两点：一是方法，二是文字表述。其叙述形式是：装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论；①微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱；②液差(封)法的关键词是封闭、液差。

10．研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下实验：

（1）甲同学欲用上图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂，写出该反应的化学方程式。

（2）为探究MnO2的质量对催化效果的影响，乙同学分别量取50 mL 1% H2O2加入容器中，

在一定质量范围内，加入不同质量的MnO 2，测量所得气体体积，数据如下： MnO 2的质量/g

0.1 0.2 0.4 40s 末O 2体积/mL

49 61 86 由此得出的结论是 。 （3）为分析Fe 3+和Cu 2+对H 2O 2分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验（三支试管中均

盛有10 mL 5% H 2O 2 ） ： 结论是 ，实验Ⅲ的目的是 。（4）查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl 3溶液加入H 2O 2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H 2O 2均参加了反应，试从催化剂的角度．．．．．．分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是2FeCl 3+H 2O 2=2FeCl 2+O 2↑+2HCl 和 。

【答案】（1）2H 2O 2=2H 2O+O 2 ↑

（2）在一定质量范围内，增加MnO 2的质量，化学反应速率加快

（3）Fe 3+和Cu 2+对H 2O 2分解均有催化效果，且Fe 3+比Cu 2+

催化效果好 对比实验，说明Cl -

对的H 2O 2分解没有催化效果 （4）2FeCl 2+ H 2O 2+2HCl=2FeCl 3+2H 2O

【解析】

试题分析：（1）过氧化氢分解生成水和氧气，方程式为2H 2O 2

2H 2O+O 2↑；（2）根据测得的数据，在一定质量范围内，增加MnO 2的质量，化学反应速率加快；（3）根据表格数据，Fe 3+和Cu 2+对H 2O 2分解均有催化效果，且Fe 3+比Cu 2+催化效果好；实验Ⅲ的目的是对比实验，说明Cl -

对的H 2O 2分解没有催化效果；（4）催化剂在反应前后质量不变，2FeCl 3 + H 2O 2 = 2FeCl 2 + O 2↑+ 2HCl 反应消耗FeCl 3，在另一个反应中生成FeCl 3，方程式为2FeCl 2+ H 2O 2+2HCl=2FeCl 3+2H 2O 。

考点：本题考查化学实验。 试管

Ⅰ Ⅱ Ⅲ 滴加试剂

5滴0.1 mol·L －1 FeCl 3 5滴0.1 mol·L －1 CuCl 2 5滴0.3 mol·L －1 NaCl 产生气

泡情况 较快产生细小气泡 缓慢产生细小气泡 无气泡产生