2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡综合题附答案

2020-2021备战高考化学化学反应速率与化学平衡综合题附答案

一、化学反应速率与化学平衡

1．锂离子电池能够实现千余次充放电，但长时间使用后电池会失效，其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染，还会造成资源的浪费。实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。

已知：LiCoO2难溶于水，易溶于酸。回答下列问题：

（1）LiCoO2中Co的化合价是__。

（2）LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。

（3）浸出剂除了H2O2外，也可以选择Na2S2O3，比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率：还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。

（4）提高浸出效率的方法有__。

（5）利用Cyanex272萃取时，pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知，用Cyanex272萃取分离时，最佳pH是__。

（6）反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR，则反萃取剂的最佳选择是__。

（7）常温下，若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1，则pH=__时，Ni2+开始沉淀。

[K sp(Ni(OH)2=2×10-15]

（8）参照题中流程图的表达，结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。

已知：

提供的无机试剂：NaOH、Na2CO3、NaF。

【答案】+3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O < 适当升高温度，适当增加H2SO4浓度 5.5 H2SO4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF

【解析】 【分析】

(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算；

(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO 4，可知LiCoO 2与H 2O 2在酸性条件下发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的规律写出化学方程式；

(3)根据等物质的量H 2O 2和Na 2S 2O 3作为还原剂转移电子的多少进行判断； (4)提高浸出效率即提高化学反应速率；

(5)分离Co 2+和Ni 2+时，由于Co 2+进入有机相，Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH 范围；

(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时不能引入新杂质； (7)根据K sp (Ni(OH)2的表达式进行计算；

(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和Li 元素不能使Ni 和Li 元素同时沉淀。 【详解】

(1)LiCoO 2中O 元素为-2价，Li 为+1价，根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co 的化合价为+3价；

(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO 4，可知LiCoO 2与H 2O 2在酸性条件下发生氧化还原反应，化学方程式为：2LiCoO 2+6H ++H 2O 2=2Co 2++O 2↑+2Li ++4H 2O ；

(3)1molH 2O 2作为还原剂转移2mol 电子，1molNa 2S 2O 3作为还原剂转移8mol 电子，则Na 2S 2O 3的还原效率更高；

(4)提高浸出效率可以适当升高温度，适当增加H 2SO 4浓度等；

(5)分离Co 2+和Ni 2+时，由于Co 2+进入有机相，Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH 范围，所以最佳pH 是5.5；

(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时，为不引入新杂质，反萃取剂最好选择H 2SO 4； (7)c (Ni 2+)=

1.18

59

mol/L=0.02mol/L ，则开始沉淀时，c (OH -)＝()sp 2Ni OH ()

0.02

K =15

2

00210.-?=10-6.5mol/L ，则pH=14-6.5=7.5； (8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和Li 元素不能使Ni 和Li 元素同时沉淀，所以选用NaOH ，则Ni(OH)2先沉淀，过滤后滤液中加入NaF 生成LiF 沉淀。 【点睛】

本题(5)选择合适的pH 时，注意读懂图中信息，要根据实验的具体操作情况来分析。

2．以环已醇(

)为原料制取己二酸[HOOC(CH 2)4COOH]的实验流程如下：

其中“氧化”的实验过程：在250mL四口烧瓶中加入50mL水和3.18g碳酸钠，低速搅拌至碳酸钠溶解，缓慢加入9.48g(约0.060mol)高锰酸钾，按图示搭好装置，打开电动搅拌，加热至35℃，滴加3.2mL(约0.031mol)环己醇，发生的主要反应为

KOOC(CH2)4COOK ΔH<0

（1）“氧化”过程应采用___________加热。(填标号)

A．热水浴 B．酒精灯 C．煤气灯 D．电炉

（2）“氧化”过程，不同环己醇滴加速度下，溶液温度随时间变化曲线如图，为保证产品纯度，应选择的滴速为___________s/滴。

（3）为证明“氧化”反应已结束，在滤纸上点1滴混合物，若观察到_____，则表明反应已经完成.

（4）“趁热抽滤”后，用________进行洗涤。

（5）室温下，相关物质溶解度如表。“蒸发浓缩”过程中，为保证产品纯度及产量，应浓缩溶液体积至__(填标号)。

化学式己二酸NaCl KCl

溶解度g/100g 水 1.4435.133.3

A．5mL B．10mL C．15mL D．20mL

（6）称取已二酸(Mr=146g/mol)样品0.2920g，用新煮沸的50mL热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000 mol/LNaOH溶液滴定至终点，进行平行实验及空白实验后，消耗NaOH的平均体积为19.70mL.

①NaOH溶液应装于_______ (填仪器名称).

②己二酸样品的纯度为___________.

【答案】A 25 未出现紫红色 热水 C 碱性滴定管 98.5% 【解析】 【详解】

（1）由题可知，“氧化”过程中反应温度为35℃，因此应采用热水浴加热， 故答案为：A ；

（2）为保证反应温度的稳定性（小于50℃），由图可知，最好采用25s/滴， 故答案为：25；

（3）0.031mol 环己醇完全氧化为KOOC(CH 2)4COOK ，失去电子0.031mol×8=0.248mol ，而0.06mol 高锰酸钾在碱性条件下完全反应转移电子0.18mol （KMnO 4→MnO 2），由此可知，高锰酸钾先消耗完，若证明“氧化”反应已结束，在滤纸上点1滴混合物，若观察到未出现紫红色，则说明已经完成， 故答案为：未出现紫红色；

（4）趁热抽滤后，应用热水进行洗涤， 故答案为：热水；

（5）溶液中杂质KCl 的质量为：0.06mol×(39+35.5)g/mol=4.47g ，完全溶解KCl 所需水的体积为：

4.47

10033.3

?mL=13.42mL ，当杂质全部溶解在水中时，己二酸能够最大限度析出，故应浓缩溶液体积至15mL ， 故答案为：C ；

（6）NaOH 溶液应装于碱式滴定管；由

HOOC(CH 2)4COOH+2NaOH=2H 2O+NaOOC(CH 2)4COONa 可知，n(NaOH)=

1

2

n(HOOC(CH 2)4COOH)，故己二酸样品的纯度为-319.710L 0.2mol/L 146g/mol 0.5

100%2.92g

?????=98.5%，

故答案为：碱式滴定管；98.5%。 【点睛】

对于本题第（5）问解答过程中需注意，进行重结晶的试验中，对所需产品的析出纯度要求较高时，杂质最好全部溶解在水中，若杂质随产品一起析出，将会降低产品的纯度。

3．N 2＋3H 2

2NH 3合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。工业合成氨生产

示意图如图所示。

①X的化学式为___；

②图中条件选定的主要原因是（选填字母序号）___；

A．温度、压强对化学平衡影响

B．铁触媒在该温度时活性大

C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制

③改变反应条件，会使平衡发生移动。如图表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母代号）___，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号）___。

【答案】NH3 BC C a

【解析】

【分析】

根据题中工业合成氨生产示意图可知，本题考查合成氨原理及影响合成氨的因素，运用化学平衡移动原理分析。

【详解】

①由合成氨生产示意图可知，原料氮气和氢气经过氨的合成、氨的分离，在冷却设备和分离器中得到最终产物，所以X为氨气，化学式为NH3。

故答案为：NH3；

②A.合成氨是放热反应，升温会使平衡向逆反应方向移动，不利于合成氨，因此选择

500℃的温度比较合适；增大压强，能加快反应速率，也能使反应正向移动，但是过高的压强会提高反应成本，因此选择20MPa~50MPa的压强，A项错误；

B．实际生产中采用400℃~500℃的高温，催化剂铁触媒活最高，B项正确；

C．工业生产以利益最大化为目的，所以工业生产受受动力、材料、设备等条件的限制，C 项正确；

故答案为：BC；

③合成氨工业的原理是：N2＋3H 22NH3，H<0，因△H<0，从化学平衡的角度看，正反应为放热反应，温度越低，越有利于合成氨，增加温度，平衡向逆反应方向移动，氨气的百分含量减少；正反应为体积缩小的反应，所以压强越大，越有利于合成氨，增大压强时平衡向右进行，氨气的百分含量增大，结合图象可以知道c符合要求．又因为合成氨反应是一个放热反应，可以得出随着温度的升高，平衡向氨气减少的方向移动，结合图象可以知道a符合要求；

故答案为：C ； a 。

4．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变

对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合所引起的体积缩小)

实

验

序

号

实验温

度/K

参加反应的物质溶液颜色

褪至无色

时所需时

间/s

KMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2O

V/mL c/mol·L－1V/mL c/mol·L－1V/mL

A29320.0240.106

B T120.0230.1V18

C31320.02V20.11t1

(1)通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1＝_________，T1＝_______；通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。

(2)C组实验中溶液褪色时间t1______(填“＞”或“＜”)8s,C组实验的反应速率v(KMnO4) =

_________________。(用含有t1的式子表示)

(3)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn2+)突变的可能的原因是：______________。

【答案】1 293 B、C ＜ 0.02/3t1 mol·L－1·s－1生成的Mn2＋对反应有催化作用，使得反

应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2＋)突增 【解析】 【分析】

(1)实验A 、B ，从表中数据可知改变的条件是同温下浓度对反应速率的影响，根据H 2C 2O 4溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；

(2)实验B 、C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响；先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率； (3)实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大。 【详解】

(1)实验A 、B ，从表中数据可知改变的条件是H 2C 2O 4浓度，故通过实验A 、B ，可探究出浓度的改变对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1可知溶液总体积为6mL ，所以V 1=1.0mL ；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度T 1=293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B 、C 符合；

(2)实验B 、C 应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响，实验3温度较大，则反应速率较大，t 1＜8s ，C 组实验的反应速率v(KMnO 4)=

11

0.02mol /L 3t s

=1

0.023t mol?L -1?s -1； (3)实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大，可说明生成的Mn 2+对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn 2+)突增。

5．甲、乙两个实验小组利用KMnO 4酸性溶液与H 2C 2O 4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KMnO 4溶液均已加入H 2SO 4)：

甲组：通过测定单位时间内生成CO 2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KMnO 4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。为了探究KMnO 4与H 2C 2O 4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。

6．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。

编号

①10 mL 2% H2O2溶液无

②10 mL 5% H2O2溶液无

③10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液

④10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液

⑤10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液

（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_______________________________。

（2）常温下5% H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为_____________________。（3）实验①和②的目的是______________________________。

实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_______________________。

（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。

分析上图能够得出的实验结论是__________________________。

【答案】（1）降低了活化能（2）H2O2H＋＋HO2-

（3）探究浓度对反应速率影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)

（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率

【解析】

分析：（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能；（3）实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答。

详解：（1）催化剂改变反应的途径，降低反应所需的活化能，从而加快反应速率，故答案为降低了反应的活化能；（2）H2O2的电离方程式为H2O2H++HO2－；（3）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同

的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；（4）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。

点睛：本题考查影响化学反应速率的因素，较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力，题目难度中等，注意信息的利用即可解答。

7．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现反应条件不同，反应速率不同。请回答下列问题：

（1）在用稀硫酸与锌制氢的实验中，加入少量下列物质可加快氢气生成速率的是_____（填序号）

A．Na2SO4溶液 B．MgSO4 溶液 C．SO3 D．CuSO4溶液

（2）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

请完成此实验设计，其中：V1＝____ mL， V6＝______ mL。

该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析速率下降的主要原因__________ 。

（3）该同学为探究其它因素对锌与稀硫酸反应速率的影响，又做了以下实验，记录数据如下，回答下列问题：

①由实验可推知，反应物的总能量_______产物的总能量（填“＜”、 “＞” 或“＝”）。

②实验2和5表明，______对反应速率有影响。

③实验4和5表明，______对反应速率有影响，能表明同一规律的实验还有 _________ （填实验序号）。

④本实验中影响反应速率的其他因素还有________。

【答案】 C D 30 10 当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积＞浓度固体表面积 1和2 温度

【解析】（1）在用稀硫酸与锌制氢气的实验中，加入Na2SO4溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故A错误；B、加入MgSO4 溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故B错误；C、通入SO3相当于加入了硫酸，增大了硫酸的浓度，加快了化学反应速率；D、加入CuSO4溶液，锌为活泼金属，发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快；故选CD；

（2）研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响要求硫酸的量不变，所以V1=30，分析可以看出为了消除硫酸的物质的量浓度不同引起的误差，所以加入的硫酸铜和水的体积和要求一样为20mL，所以V6＝ 10 ，加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因是当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积；

（3）①从表中看出，反应后的温度高于反应前的温度，说明这是一个放热反应，即反应物的总能量大于产物的总能量；

②实验2和5表明只要硫酸的物质的量浓度不同，是为了探究浓度对反应速率的影响；

③实验4和5、1和2，都是为了探究固体表面积对反应速率的影响，粉末反应的时间短，说明固体表面积越大，反应速率越快；

④由于这是一个放热反应，所以温度也是影响本实验的反应速率的因素之一。

8．某研究性学习组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：

（1）通过实验A、B，可探究出_______的改变对反应速率的影响，其中

V1=_____，T1=_____，通过实验_______可探究出温度变化对化学反应速率的影响。（2）若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是______________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为____________。

（3）该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2+，写出相应反应的离子方程式

_________________________。

（4）该小组的一位同学通过查阅资料发现：反应一段时间后该反应速率会加快，造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用，

则该作用是_______________，相应的粒子最有可能是（填符号）_______。

【答案】浓度 1 293K BC 其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大 8.3×10－

4mol/（L·s） 2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 作催化剂 Mn2＋

【解析】(1)实验A、B中KMnO4溶液的浓度相等，可探究出在相同温度下，H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响，其中V1=2mL+4mL-2mL-3mL=1mL，T1=293K；B和C实验中，V2=3mL时，两实验反应物的浓度均相同，可探究不同温度对化学反应速率的影响；(2)因A中H2C2O4溶液浓度浓度比B中大，若t1<8，则由实验A、B可以得出的结论是其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度

变化表示的反应速率为=8.3×10－4mol/(L·s)；

(3)反应中有无色无味气体CO2产生且锰被还原为Mn2+，则发生反应的离子方程式为

2MnO42－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；

(4)KMnO4与H2C2O4反应后的溶液中出现了Mn2＋，Mn2＋可能是此反应的催化剂，促进了反应速率加快。

9．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)。

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

①4601030

②5601030

③560____________________

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：Fe 2+

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K 2SO 4、FeSO 4、K 2SO 4·A12(SO 4)3·24H 2O 、A12(SO 4)3等。溶液中Cr 2O 72-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 _______________

_______________

【答案】20 20（草酸和蒸馏水体积和为40mL ，草酸体积不等于20mL 均可） CO 2 溶液pH 对该反应的速率有影响

A13+起催化作用 SO 42-起催化作用 用等物质的量

的K 2SO 4 ·A12(SO 4)3·24H 2O 代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对

比实验 反应进行相同时间后，若溶液中 c(C 2O 72-)大于实验①中的c(Cr 2O 72-)，则假设一成

立；若两溶液中的c （Cr 2O 72-)相同， 则假设一不成立 【解析】

（1）根据题意要求，调节不同初始pH 和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，由此可知实验③改变的是草酸溶液用量，但应保持溶液总体积不变，所以草酸溶液和蒸馏水可以都是20mL 。

（2）草酸(H 2C 2O 4)中碳的化合价为+3价，与强氧化性物质K 2Cr 2O 7反应后，草酸应被氧化为CO 2。

（3）实验①、②草酸用量相同pH 不同，根据实验①、②的曲线对比，反应速率不同，所以pH 对该反应有一定的影响；在

0～t 1时间段内，v(Cr 2O 72-)＝

01

1

c c t -mol·L -1·min -1，根据原子守恒，由?c(Cr

3+

)＝2?c(Cr 2O 72-)，所以

v(Cr 3＋

)＝011

2()

c c t -mol·L -1·min -1。

（4）根据铁明矾组成离子可知，起催化作用的离子可能为Fe 2+、Al 3+、SO 42-，假设一是Fe 2+起催化作用，所以假设二和假设三分别为Al 3+起催化作用、SO 42-起催化作用。 （5）结合所给的药品，可通过控制其他条件不变，加入等物质的量的

K 2SO 4·Al 2(SO 4)3·24H 2O 替代实验①中的铁明矾，此时溶液中不存在Fe 2＋，但仍存在SO 42—和Al 3＋，通过测定c(Cr 2O 72—)看是否仍然有催化效果来判断；反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr 2O 72-)大于实验①中的c(Cr 2O 72-)则假设一成立，若两溶液中的c(Cr 2O 72-)相同，则假设一不成立。

点睛：本题是一道实验探究题，具有一定综合性、开放性，通过探究影响反应速率因素及重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，考查学生探究影响化学反应速率因素的方法，从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力。

10．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