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1、反应条件及机理型探究实验一、反应条件型探究实验1.(2 0 2 0 北京西城区一模)研究不同p H时C uS 0 4溶液对H2 O 2分解的催化作用。资料:A.C s O为红色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成C u和C d+0B.C 1 1 O 2为棕褐色固体，难溶于水，能溶于硫酸，生成C i?+和H2 O 2。C.有弱酸性：H2O2-H+HO2-,HO2-HO22-O编号实验现象I向l m Lp H=2的I m o l L-C uS O4溶液中加入0.5m L3 0%H2 C 2溶液出现少量气泡I I向l m Lp H=3的I m o l L C uS O4溶液中加入0.5m L3 0%H2
2、 C 2溶液立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡I I I向 l m Lp H=5的I m o l L C uS O4溶液中加入0.5m L3 0%H2 C)2溶液立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡(1)经检验生成的气体均为O 2，I中C U S O 4催化分解H2 O 2的化学方程式是(2)对m中棕褐色沉淀的成分提出2种假设：i.C u()2，i i.C u2。和C uO 2的混合物。为检验上述假设，进行实验i v：过滤m中的沉淀，洗涤，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。若n i中生成的沉淀为cut)?，其反应的离子方程式是依据I V中沉淀完全溶解，甲同学认为假设i
3、 i不成立，乙同学不同意甲同学的观点,理由是O为探究沉淀中是否存在C U 2。，设计如下实验：将HI中沉淀洗涤、干燥后，取a g固体溶于过量稀硫酸，充分加热。冷却后调节溶液p H,以P A N为指示剂，向溶液中滴加cm o l L)E D T A溶液至滴定终点，消耗E D T A溶液V m L。V=,可知沉1/31淀中不含C U 2。，假 设 i 成立。（已知：CU2+E D T A=E D T A -C u2+,M（C uO2）=9 6g/m o l,M（C u2O）=1 44g/m o l）（3）结合方程式，运用化学反应原理解释n i 中生成的沉淀多于n中的原因 研 究 I、I I、I I
4、 I 中不同p H时H2 O 2 分解速率不同的原因。实验V：在试管中分别取l m Lp H=2、3、5的I m o l L/N a 2 s O 4溶液，向其中各加入0.5m L3 0%H2 0 2 溶液，三支试管中均无明显现象。实验V I：（填实验操作和现象），说明C uO 2 能够催化H2 O 2 分解。综合上述实验，I、I I、HI 中不同p H时H2 O 2 的分解速率不同的原因是【解析】（1）由题意可知，在硫酸铜做催化剂作用下，双氧水分解生成水和氧气，反C U S O 4应的化学方程式为2 H2。2=。2 t +2 H2 O；若m中生成的沉淀为C 1 1 O 2,说明双氧水与铜离子反
5、应生成过氧化铜和水，反应的离子方程式为H2 O 2+CU2+=C uO2 I +2 H+；由题意可知，过氧化铜能与溶液中氢离子反应生成双氧水，双氧水具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化氧化亚铜或铜，无法观察到红色沉淀，说明假设i i 可能成立，乙同学的观点正确，选Cu C 2与H+反应产生的H 2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化CU 2。或C u,无法观察到红色沉淀Cu；ag 过氧化铜的物质的量为=a m o l,由方程式可得如下关系:C u C b-C a-E D T A,则 有 乌 m o l96 g/m o l 96 96=c m o l/L x Vx l O 3L,解得V=W
6、mL；（3）由题意可知，双氧水溶液中存在如下电96 c离平衡H 2 O 2=H+H O 2,H O2 HT+O22-,溶液p H 增大，氢离子浓度减小，两个平衡均正向移动，过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大；（4）若过氧化铜能够催化过氧化氢分解，过氧化氢分解速率加快，催化剂过氧化铜的组成和质量不会发生变化，则实验操作和现象为将i n 中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入3 0%0 2 溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变;2/31(5)由以上实验可知，当溶液p H增大时，双氧水溶液中过氧根浓度增大，使得过氧化铜沉淀量增大，过氧化铜的催化能力强于铜离子，使双
7、氧水的分解速率增大。CuSO4【答案】(1)2比02 =02 f+2H2O(2)H2O2+CU2+=CUO2 I+2H+Cu C)2与H+反应产生的H 2O2具有强氧化性，在酸性条件下可能会氧化CU 2。或Cu,无法观察到红色沉淀Cu 坦 也96 c(3)溶液中存在H 2 O 2=H+H O 2,H O,H+O22,溶液p H增大，两个平衡均正向移动，0/一浓度增大，使得Cu C 2沉淀量增大(4)将m中沉淀过滤，洗涤，干燥，称取少量于试管中，加入30%。2溶液，立即产生大量气泡，反应结束后，测得干燥后固体的质量不变 Cu C)2的催化能力强于c/；随p H增大，Ci?+与H 2O2反应生成C
8、u C)2增多2.(2020 朝阳区六校4月模拟)某同学为研究各种条件对氧化还原反应的影响进行了下列实验：用离子方程式解释Na2s。3溶液显碱性的原因I和H对比得出的结论是。结合平衡移动原理解释H I中的实验现象。3/3 1为了研究i n 和i 的实验现象差别，该同学在n i 中滴加少量硫酸（无气泡冒出），发现溶液变为绿色。“变为绿色”的可能原因是。（2）利用如图装置（同样的装置有若干）研究F e?+和之间的氧化还原反应：a.初始状态指针不偏转b.若向a 的左侧溶液中滴加少量饱和F e C b 溶液（混合后p H*2.3）,指针明显左偏c.若向a 的右侧溶液中滴加饱和K I 溶液，指针明显左偏
9、为了证明b 中是由于F e 3+浓度增大导致其氧化性增强而发生氧化还原反应需要补充的实验操作及现象为：o该同学用电热棒对左侧烧杯溶液进行加热后观察到电流计指针明显左偏。可能原因是o（3）由上述实验可知，影响氧化还原反应的条件有 o【解析】（1）N a 2 s。3溶液显碱性主要是亚硫酸根水解，其原因是S C V+H20-H S O3+0H ,I 和I I 对比I 中S C V 一浓度大，反应生成了绿色的C p+,而I I中S O 3?浓 度 小，溶液没有明显变化，因此得出的结论是其它条件不变，S O 32-浓度越大其还原性越强。根据图中信息及实验现象得出C r z f V X 橙色）+H 2 O
10、 2=2 C K）4 2（黄色）+2 日，溶液中大量的S C X 或O H ）与H+结合导致溶液中c（H+）下降，平衡正向移动，溶液颜色变黄。为了研究i n 和I 的实验现象差别，该同学在n i 中滴加少量硫酸（无气泡冒出），发现溶液变为绿色。酸性增强，则 可 能 一 的 氧 化 性 增 强，可能是亚硫酸根还原性增强，两者发生氧化还原反应生成C t和硫酸根。选其它条件不变，溶液酸性越强C r（V I）氧化性增强，或S（I V）还原性增强，或二者同时增强（另4/31合理。选其它条件不变,CnCW-的氧化性比CrCV 一强酸性条件下才能反应)。根据图中信息原来溶液的pH=4变为p H=2.3,酸性
11、增强，为了证明b中是由于F1+浓度增大导致其氧化性增强，应该补充是否是酸性增强而增强Fe3+的氧化性，因此补充的实验操作及现象为：在a装置左管滴加少量浓HC1使溶液pH=2.3,指针不偏转或偏转不明。该同学用电热棒对左侧烧杯溶液进行加热后观察到电流计指针明显左偏，说明铁离子变为亚铁离子，因此可能原因是温度升高提高了Fe3+氧化性。(3)由上述实验可知，反应物浓度增大，反应速率加快，酸性增强使得反应速率加快，温度增大，反应速率加快，从而得出影响氧化还原反应的条件有反应物的浓度、温度、溶液的酸碱性。1 (1)SO32-+H2O-HSO3+0H其它条件不变，SO?一浓度越大其还原性越强5。72-(橙
12、色)+&0 2=2 0 0 4 2-(黄色)+2H+,溶液中大量的S tW 或0 M)与H+结合导致溶液中c(H+)下降，平衡正向移动，溶液颜色变黄其它条件不变，溶液酸性越强Cr(VI)氧化性增强，或S(IV)还原性增强，或二者同时增强(另合理。选其它条件不变，CncE一的氧化性比C rc-强酸性条件下才能反应)(2)在a装置左管滴加少量浓HC1使溶液pH=2.3,指针不偏转或偏转不明温度升高提高了 Fe3+离子氧化性(3)反应物的浓度、温度、溶液的酸碱性3.(2020广州一模)某探究小组用KMnCU酸性溶液与H2c2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下
13、限定：所用KMnC4酸性溶液的浓度可选择O O lm o ll-、0.001molL I催化剂的用量可选择0.5g、0 g,实验温度可选择298K、323K。每次实验KMnC)4酸性溶液的用量均为4mL、H2c2O4溶液(0.1 moLL、的用量均为2mL。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：5/31实验编号T催化剂的用量KMnC)4酸性溶液的浓度实验目的298 K0.5gO.OlmobL-1(I)实验和探究KMnCU酸性溶液的浓度对该反应速率的影响；(II)实验和 探究温度对该反应速率的影响；(III)实验和 探究催化剂对该反应速率的影响；)(2)某同学对实验和
14、分别进行三次实验，测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时)：KMnC)4酸性溶液的浓度/molL、溶液褪色所需时间t/min第1次第2次第3次0.011413110.001677计算用0.001molL kMnCU酸性溶液进行实验时KMnCU的平均反应速率(忽略混合前后溶液的体积变化)。(3)若不经过计算，直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行？若不可行(若认为可行则不填)，请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案：。【解析】(1)由实验目的可知，探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响，则实验的温度、催化剂的用量相同，只有浓度不同；实验中只有温度不同，
15、其他条件相同；实验中只有催化剂的用量不同，其他条件相同。(2)反应开始时：c(KMnC4)=加 旭/心004L=。0。067moiL 反应时间：0.004L+0.002L t=6min+7min+7mm=6.7min,KM11O4的平均反应速率：v(KMnO4)=36/31 黑詈=，。一九。”mi。因根据直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系，需满足高钵酸钾的物质的量相同，浓度不同的草酸溶液。【答案】(1)实验编号T催化剂的用量KMnC)4酸性溶液的浓度实验目的(II)298 K0.5gO.OOlmobL-1323K0.5gO.OlmohL 1298 K0O.OlmobL-1(
16、2)1 x 10 4molL,min 1(3)不可行；取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的高镒酸钾酸性溶液反应4.(2020 安徽阜阳一模)某酸性工业废水中含有KzCrzCh。光照下，草酸(H2c2O4)能 将 其 中 的-转 化 为 C产，草酸被氧化成CO?某课题组研究发现，少量铁明矶AbFeOO”4氏。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O实验编号初始pH废水样品体积/mL草
17、酸溶液体积/mL蒸储水体 机 mL4601030560103056020TT1KOS。7/31和溶液中的CnC*-浓度随时间变化关系如图所示。(2)上 述 反 应 中 参 加 反 应 的 一 与 草 酸 的 物 质 的 量 之 比 为。(3)实验和的结 果表明；实验中0h时间段反应速率v(CJ+)=(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明研 AbFe(SO4)4”4山。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：Fe2+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K2s0八 FCSC 4、K2SO
18、4 A12(SO4)3 24H2O A12(SO,3等。溶液中一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【解析】(1)和溶液中pH不同，其目的是探究pH对化学反应速率的影响；和是探究草酸浓度对化学反应速率的影响，由于溶液的总体积为100m L,则所需草酸溶液的体积为20 m J(2)在KzCrzCh与H2c2O4的反应中，转移电子的关系为：K2Cr2O72Cr3+6e,H2c2O42cO22e,根据电子守恒则有：KzCnOrH2c2O46e,所以参加反应的一与草酸的物质的量之比为1 ：3。(3)实验和表明溶液的pH越小,反应速率越快,说明溶液的pH对反应速率有影响
19、；根据图像以及铭原子守恒KzCnCh2c产；8/31v(Cr3+)=2v(K2Cr2O7)=mol,L 1 min 1 o(4)根据铁明矶 A12Fe(SO4)424H2。组成分析，A产起催化作用；SC一 也可能催化作用：(5)要证明Fe2起催化作用，需做对比实验，再做没有Fe2+存在时的实验，所以要选K2s04内 2604)3,24&0；用等物质的量K2so代替实验中的铁明机，控制其他反应条件与实验相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72-)大于实验中式山。?-),则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2Ch2-)相同，则假设一不成立。【答案】(1)20(2)1:3(3)
20、溶液pH对该反应的速率有影响(或溶液pH越小，反应速率越大)；2(c()J).-i-.-mol L,mint.(4)AF+起催化作用，SO/一 起催化作用(调换顺序亦可)(5)实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论用等物质的量的K2so/AMS。，24%0代替实验中的铁明机，控制其他条件与实验相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中一)大于实验中的CCHC*-)则假设一成立，若两溶液中的c(Cr2O7”)相同，则假设一不成立(2分)5.(2020 北京门头沟区一模)FeSCU溶液放置在空气中容易变质，因此为了方便使用Fe2+,实验室中常保存硫酸亚铁镂晶体 俗称“摩尔盐”，化学
21、式为(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O,它比绿研或绿帆溶液更稳定。I.某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁镀晶体。本实验中，配制溶液以及后续使用到的蒸储水都经过煮沸、冷却后再使用。向FeSCU溶液中加入饱和(NHJ2SO4溶液，经过操作、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。9/31I I.实验探究影响溶液中F e?+稳定性的因素配制 O.8 m o l/L 的 F e S C)4 溶液(p H=4.5)和 O.8 m o l/L 的(N H 4)2 F e(S C 4)2 溶液(p H=4.0),各取2mL上述溶液于两支试管中，刚开始两种溶液都是浅绿色，分别同时滴加2滴O.O l
22、mo l/L的K S C N溶液，15mi n后观察可见：(N H 4)2F e(SC)4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液，F e SC)4溶液则出现淡黄色浑浊。【资料1】沉淀F e(O H)2F e(O H)3开始沉淀p H7.62.7完全沉淀p H9.63.7请用离子方程式解释F e SO 4溶 液 产 生 淡 黄 色 浑 浊 的 原 因。讨论影响F e?+稳定性的因素，小组同学提出以下3种假设：假设1：其他条件相同时，NHJ的存在使(N H 4)2F e(SC 4)2溶液中F e?+稳定性较好。假设2：其他条件相同时，在一定p H范围内，溶液p H越小F e 2+稳定性越好。假设3：。(
23、2)小组同学用如图装置(G为灵敏电流计)，滴入适量的硫酸溶液分别控制溶液A(0.2mo l/L N a C l)和溶液B(0.1mo l/L F e SO 4)为不同的pH,观察记录电流计读数，对假设2进行实验研究，实验结果如下表所示。序号A 0.2mo l/L N a C lB 0.1mo l/L F e SO4电流计读数实验1p H=lp H=58.4实验2p H=lp H=l6.5实验3p H=6p H=57.8实验4p H=6p H=l5.510/31石墨好 墨溶液A、I 溶液B盐桥【资料2】原电池装置中，其他条件相同时，负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强，该原电池的电流越
24、大。【资料3】常温下，0.1mo l/L p H=l的F e SC 4溶液比p H=5 的F e SC U溶液稳定性更好。根据以上实验结果和资料信息，经小组讨论可以得出以下结论：U 型管中左池的电极反应式。对比实验1和2（或3和4）,在一定p H 范围内，可得出的结论为 o对比实验 和 还可得出在一定p H 范围内，溶液酸碱性变化是对。2氧化性强弱的影响因素。对【资料3】实验事实的解释为。【解析】I.F e SO&具有还原性，应避免被氧化，则蒸镭水都必须煮沸、冷却后再使用，除去水中溶解的氧气，由溶液得到晶体，应先加热浓缩溶液，然后冷却结晶、过滤、洗涤和干燥；H.（1）F e S C U 溶液出
25、现淡黄色浑浊，应生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为4 F e 2+C 2+1 0 H 2 O=4 F e（O H）3 1+8 H+；根据两种溶液离子浓度的差异判断，N H4 S（V以及H+都可影响F e?+稳定性，由题给信息可知，假设3 可为当其它条件相同时，硫酸根离子浓度大小影响F e 2+的稳定性（或当其它条件相同时，硫酸根离子浓度越大，F e?+的稳定性较好）；（2）A为氯化钠溶液，空气中氧气参与正极反应，电极方程式为O 2+4 e +4 H+=2%0；由表中数据可知，溶液酸性越强，电流计读数越小，说明F e?+的还原性越弱；由实验1 和3（或2 和4）可知，p H 越大电流计读数越小，可得
26、出在一定p H 范围内，溶液酸碱性变化对。2 氧化性强弱的影响因素；由表中数据可知，p H 变化对亚铁离子的还原性较强，电流计读数出入较大，可知其它条件相同时，溶液酸性增强对F e?+的还原性减弱的影响，超过了对的氧化性增强11/31的影响。故p H=l 的F e S C)4 溶液更稳定。【答案】I.蒸发浓缩I I.(2)4 F e 2+C 2+O H 2 0=4 F e(O H)3 1 +8 H+当其它条件相同时，硫酸根离子浓度大小影响F e 2 的稳定性(或当其它条件相同时,硫酸根离子浓度越大，F e?+的稳定性较好。)(2)0 2+4 e -+4 H+=2%0 溶液酸性越强，F e?+的
27、还原性越弱1,3(或2 和4)其它条件相同时、溶液酸性增强对F e 2+的还原性减弱的影响，超过了对。2 的氧化性增强的影响，故p H=l 的F e S C 4 溶液更稳定。(其他表述酌情给分)6.(2 0 2 0 山西临汾一模)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氟废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破鼠反应速率的影响(注：破鼠反应是指氧化剂将C N-氧化的反应)。【相关资料】氟化物主要是以C N 一 和 F e(C N)6 -两种形式存在。C t?+可作为双氧水氧化法破氟处理过程中的催化剂；C i?+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计。F e(C N)6：T较 C N-难被
28、双氧水氧化，且 p H 越大，F e(C N)6：T越稳定，越难被氧化。【实验过程】在常温下，控制含氟废水样品中总氟的初始浓度和催化剂C d+的浓度相同，调节含氟废水样品不同的初始p H 和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验序号实验目的初始pH废水样品体积/m LC 1 1 S O 4 溶液的体积/m L双氧水溶液的体积/m L蒸储水的体积/m L为以下实验操作参考76010102012/31实验测得含氟废水中的总氟浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图所示。废水的初始pH对破鼠反应速率的影响126010102076010(2)实验中
29、2060min时间段反应速率：v(C N )=mol,L 1,min(3)实验和实验结果表明，含氟废水的初始pH 增大，破鼠反应速率减小，其原因可能是(填一点即可)。在偏碱性条件下，含氟废水中的 CN-最终被双氧水氧化为HCO；,同时放出N H 3,试写出该反应的离子方程式：(4)该兴趣小组同学要探究C d+是否对双氧水氧化法破鼠反应起催化作用，请你帮助他们设计实验并验证上述结论，完成下表中内容(已知：废水中的C N 浓度可用离子色谱仪测定)。实验步骤(不要写出具体操作过程)预期实验现象和结论【解析】(1)影响该反应的因素有p H 和双氧水的浓度，实验目的为探究含霞废水的初 始 p H 和双氧
30、水的浓度对破鼠反应速率的影响，所以其他量不变，溶液的总体积不变(100mL)。所 以 CuSO4溶液的体积为10m L,双氧水溶液的体积为V(H2O2)=13/311 0 0 m L 6 0 m L 1 0 m L 1 0 m L=2 0 m L。(/一2)、的根田据 v=A c =1-.-4-m-o-l-/-L-0-.-7-m-o l-/-L-=0八.八0 1一7 5 m o l1 rL -i m i.n-i*or 6 0 m i n-2 0 m i n(3)p H 越大，F e(C N%越稳定，越难被氧化，所以破鼠反应速率减小；因为氟废水中的CN最终被双氧水氧化为H C O；,其中的碳由+
31、2 价变成+4 价，I m o l C N-反应转移2 m o i 的电子，而过氧化氢I m o l 也转移2 m o i 的电子，所以CN和氏。2 的物质的量之比为1 ：1,所以反应的离子方程式为C N-+H 2 O 2+H 2 O=N H 3 t +H C O；。(4)分别取温度相同、体积、浓度相同的含氟废水的试样两等份，滴加过氧化氢，一份中加入少量的无水硫酸铜粉末，另一份不加，用离子色谱仪测定废水中的CN浓度，如果在相同时间内，甲试管中的C N-浓度小于乙试管中的C N-浓度，则 C i?+对双氧水破氟反应起催化作用，反之则不起催化作用。【答案】(1)双氧水的浓度对破鼠反应速率的影响；1
32、 0;2 0(2)0.0 1 7 5(3)初始p H 增大，催化剂C d+会形成C u(0 H)2 沉淀，影响了 C d+的催化作用(或初始p H 增大，F e(C N)I-较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化)C N +H2O2+H2O=N H3 f +H C O；(4)实验步骤(不要写出具体操作过程)预期实验现象和结论分别取等体积、等浓度的含氧废水于甲、乙两支试管中，再分别加入等体积、等浓度的双氧水溶液，只向甲试管中加入少量的无水硫酸铜粉末，用离子色谱仪测定相同反应时间内两支试管中的C N-浓度相同时间内，若甲试管中的C N 一浓度小于乙试管中的CW浓度，贝 i J C i?+对双氧水破氟反
33、应起催化作用；若两试管中的C N-浓度相同，则 C d+对双氧水破鼠反应不起催化作用7.(2 0 2 0 承德一模)工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与 处 理 后 的 铅 膏(主 要 成 分 为 P bS O4)发 生 反 应：P bS O4(s)+C O32-(a q)P bC 03(s)+S 042-(a q)o某课题组以P bS C U 为原料模拟该过程，探究上述反应的实14/31验条件及固体产物的成分。(1)上述反应的平衡常数表达式：K=。(2)室温时，向两份相同的PbSCU样品中分别加入同体积、同 浓 度 的 Na2c。3和NaHCCh溶液均可实现上述转化，在
34、溶 液 中 PbSCU转化率较大，理由是O(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅 2PbCCh Pb(0H)2，它 和 PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO,的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：全部为PbCO3；假设二：;假设三：。(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。定性研究：请你完成下表中内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论取一定量样品充分干燥，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _定量研究：取 26.7 m g的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信
35、息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：26.7ME、耦照处回22.4-21.ol_,_,_ _0 200 4 0 0温度/七【解析】根据PbSO4(s)+CO32(aq)PbCO3(s)+SO42l a q),化学平衡常数表达式 为K=(S O 4.)。(2)Na2c。3溶 液 中&CC一)较大，根据平衡移动原理，可知c(C O,)15/31Na 2 c。3溶液中P b S C U 转化率较大。(3)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅 2 P b C O3 P b(0 H)2 ；假设三：为 P b C C h 和 2 P b C O3-P b(OH
36、)2的混合物。(4)因为P b C C b 受热分解不产生水，而 2 P b e 0 3 p b(0 H)2 受热分解产生水,所以可利用此不同设计实验方案。因为P b C C h 2 P b O+C C h t，所以可以利用固体加热前后质量的改变量来确定结论。【答案】(1)。小。4：)c(C O32-)(2)Na 2 c o3;Na 2 c O3 溶液中的 c(C O32 一)大(3)全部为 2 P b e C h ,P b(OH)2；为 P b C O3 和 2 P b C O3 P b(OH)2 的混合物(4)实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期的实验现象和结论充分加热样品，将产生的气体
37、通入盛有无水硫酸铜的干燥管若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立同意；若全部为P b C C h 时，2 6.7 mg样品完全分解后最终固体质量应为2 2.3 m g(或不同意，实验最终得到固体的质量与全部为P b C C h 分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的)(本题属于开放性试题，答案合理均可)8.(2 0 2 0 北京顺义区一模)室温下，某实验小组探究等量且表面积相同的镁条与硫酸铜溶液的反应。(注：反应前镁条用砂纸打磨除去表面氧化膜且镁条过量)实验操作实验现象16/31I4mL0.1n溶液(p粽iiol/LCuSO4H约为4.2)1.有
38、无色无味气体生成2.镁条表面逐渐生成大量黑褐色膨松状不溶3.反应一段时间后，溶液逐渐变浑浊，有蓝绿色沉淀生成II4mL0.5n溶液(pF8iol/LCuSO4I 约为3.6)1.有大量无色无味气体生成2.镁条表面逐渐生成红褐色不溶物3.反应一段时间后，溶液中逐渐有蓝绿色沉淀生成，镁条上红褐色物质脱落，有光亮的红色物质生成III锣-1目4mL水开始无明显现象，一段时间后产生微量无色无味气体(1)实 验 I 中 生 成 的 无 色 无 味 气 体 的 主 要 成 分 是,产生原因是(用简单文字和离子方程式表示)。设计实验m 的目的是o(2)为了探究实验I 中黑褐色不溶物的成分，做实验IV。实验操作
39、实验现象17/31经检测，黑褐色不溶物中含有CU2。，请解释CU2O产生的可能原因 o由实验IV可以推测，黑 褐 色 不 溶 物 中 还 含 有。残余固体加入浓硝酸时，反应的化学方程式是。(3)经X射线检测，蓝绿色沉淀中含Ci?*、SO42,O H,小组同学查阅资料：碱式硫酸 铜【CU2(O H)2 s是一种绿色晶体，在水中溶解度极小，能溶于稀酸和氨水。据此对沉淀成分提出两种假设：i .是【Cu2(O H)2soJii.是Cu(0H)2和 CU2(O H)2S O4的混合。经检验，最终确定蓝绿色沉淀的成分是碱式硫酸铜。请设计实验证明假设i成立(4)根据上述实验推断，镁与硫酸铜溶液产物的生成与
40、有关。【解析】(1)硫酸铜为强酸弱碱盐，水解呈酸性，发生CU2+2 H 2 O=CU(O H)2+2 H+,生成气体为氢气，实验HI开始无现象，生成微量气体，起到对照试验作用，可排除溶液中水对反应的干扰；(2)黑褐色不溶物中含有C m O,说明在该条件下，镁与硫酸铜溶液反应时，部分Ci?+没有被还原为C u,而是被还原为CU2。：由题给信息可知C112O可溶于浓盐酸，则剩余不溶物应含有其他还原性物质，与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，再结合元素守恒可知该不溶物为铜单质，方程式为CU+4HNCM浓)18/31=CU(N O3)2+2 N O2 f +2 H 2 O；(3)如最终确定蓝绿色沉淀
41、的成分是碱式硫酸铜，贝 i j l m o l碱式硫酸铜质量为2 5 8 g,可生成I m o l 硫酸钢，质量为2 3 3 g,则可取ag 蓝绿色沉淀于试管中，加足量盐酸溶解后加入过量的B aCb 完全沉淀，过滤、洗涤、干燥后称重。若 沉 淀 质 量 为 陋 g，则沉淀为碱式硫酸铜；(4)实 验 I、I I 在不同的p H 条件下反应,2 5 8反应现象不同，可说明产物不同，且反应一段时间，温度变化，说明实验的温度对反应的产物有影响。【答案】(1)比；Cu 2+2 H 2 O=Cu(O H)2+2 H ，水解溶液显酸性，镁可以和H+反应生成H 2；排除溶液中水对反应的干扰(2)在该条件下，镁
42、与硫酸铜溶液反应时，部分Cu?+没有被还原为C u,而是被还原为Cu2O；Cu；CU+4 H N C 3(浓)=CU(N O 3)2+2 N C 2 t +2 H2O(3)取ag 蓝绿色沉淀于试管中，加足量盐酸溶解后加入过量的B aCb 完全沉淀，过滤、洗涤、干燥后称重。若 沉 淀 质 量 为 陋 g,则沉淀为碱式硫酸铜2 5 8(4)温度、溶液浓度、溶液p H 等9.(2 0 2 0 贵州六盘水一模)大气中的部分碘源于对海水中的氧化。将。3 持续通入N ai 溶液中进行模拟研究。(1)0 3 将氧化成1 2 的过程由3 步反应组成：F(a q)+O3(g)=I O_(a q)+O2(g)A
43、H jI O-(a q)+H+(a q)H O I(a q)A H2H O I(a q)+I (a q)+H+(a q)=I2(a q)+H2O(1)A H3总反应的化学方程式为,其反应的A H =o(2)在溶液中存在化学平衡：M a q)+(a q)一(a q)，其平衡常数表达式为(3)为探究F e?+对 氧 化 反应的影响(反应体如左图)，某研究小组测定两组实验中h19/31-浓度和体系p H,结果见右图和下表。(18,11.8)编号反应物反 应 前pH反 应 后pH第1组o,+r5.211.0第2组0,+f+F ea*5.24.1第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是 o图13中的A为
44、，由Fe3+生成A的过程能显著提高的转化率，原因是第2组实验进行18s后，%浓度下降。导 致 下 降 的 直 接 原 因 有(双 选)。A.c*减小 B.c(1)减小C.b(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加(4)据图14,计算3 18s内第2组实验中生成丁的平均反应速率(结果保留两位有效数字)。【解析】3步反应的方程式相加可得总方程式：Ch+21+2H+=l2+O2+H2O；根据盖斯定律可得：H=4HI+ZH2+A%。(2)根据平衡常数的定义可得以叫)+(aq)U b X a q)，平衡常数表达式为c(I 一),、3(3)第1组实验中，。3氧化厂的离子方程式为：c(I2)x c(I)O3+
45、2r+2H+-I2+O2+H2O,反应过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，pH增大，水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大。因为Fe3+的氧化性大于12,Fe3+可以将直接氧化成&发生反应：2Fe3+2F=20/312Fe2+I2,所以A为Fe?+,因为该反应生成了H使溶液中c(b)增大，进而使L(aq)+(a q)=b (aq)的平衡右移，二者导致消耗的c()增多，所以1一的转化率增大。对比表格中第1、2组实验前后pH可得，第1组pH增大，c(H+)减小，图中第1组实验所得丁浓度曲线先略为增大后几乎不变，第2组pH减小，c(H)增大，图中第2组实验所得丁浓度
46、曲线先显著增大后逐渐减小至无，根据上述分析可得，若c(H*)减小，丁浓度不会下降，A项错误；若c(F)减小,则反应HOI(aq)+I(aq)+H+(a q)-I2(aq)+H2O(l)的平衡左移，c(b)也减小，导致l2(aq)+(aq)=b-(aq)的平衡左移，所以b 一浓度下降，B项正确；若b(g)不断生成，导致h(aq)减小，使l2(aq)+(aq)=b-(aq)的平衡左移，则丁浓度下降，C项正确；若c(Fe3+)增加，Fe3+将r 氧化成b，则溶液中C&)增大，而海水中c()略为减小或忽略不计，导致&(aq)+I(a q)=h (aq)的平衡右移，h一浓度增大，D项错误。读图14,3
47、18s内第2组实验中b一浓度由3.5x1。Lol/L增力 1到11.8x lO m oi/L,则生成b-的平均反应速率v(l3)=/(11.8-3.5)xl()-3mo/L18s 3s-5.510 4mol/(L*s)o【考点】本题考查盖斯定律、平衡常数、化学平衡移动、反应现象和图像的分析、化学计算。【答案】(1)03+2厂+2=12+02+比0,H=AH1+AH2+AH3O0(I 一)(2),、3，_、(3)反应过程中消耗氢离子,溶液酸性减弱，pH增大，水电离出c(I2)x c(I)氢离子参与反应破坏水的电离平衡，氢氧根浓度增大，溶液呈碱性，pH增大；Fe2+,因为Fe3+可以将直接氧化成以
48、 使溶液中。(切增大，促使b(aq)+(aq)Xaq)的平衡右移，消耗的c(1)增多，提高的转化率。BC(4)5.5xl04mol/(L s)10.(2020 河北邯郸一模)某化学兴趣小组用下图装置进行“市售锌粒和硫酸反应制21/31取氢气的条件选择”的探究：当B中的化学反应趋于平稳后，每间隔一分钟收集一次氢气。不同条件下，每分钟收集到氢气的体积如下表：序号硫酸浓度饱和硫酸铜溶液体积/mL反应达到平稳的时间/min第 1 分钟收集氢气体积/mL第 2 分钟收集氢气体积/mL第 3 分钟收集氢气体积/mL120%05.46.111.913.7220%0.52.523.932.133.5330%0
49、.51.160.789.990.14a%3.00.855.766.061.4.请回答：(1)关闭K2、打开K 1,观察到，说明B反应达到平稳。(2)实验1、2是对比探究实验，分析上表，说明该对比探究实验的目的是 o(3)细口瓶C的容积为V(m L),为了使加入的锌(质量bg)不浪费，在C中还留有2/5的水时，则丫=与b的代数关系式，气体摩尔体积是Vm(mL m oL)。(4)实验4是研究饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，a值 应 为(填 选 项)。A.20 B.30 C.27 D.40(5)分析上表，市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件应该选择实验(填实验序号)。从实验后的废液中回收皓帆(ZnSC
50、)4 7H2。)所 需 的 实 验 操 作 步 骤 是、蒸发浓缩、过滤、洗涤、凉干。22/31(7)查资料得知：C u+C r=C uC l I 湿法冶锌工艺中，硫酸锌溶液中常含有少量的氯离子，往其中加硫酸铜溶液和金属锌，可除掉氯离子，其离子反应方程式是【解析】(1)装置B 中硫酸与锌反应制备氢气，关闭K 2,打开K”则生成的氢气进入装置A中，当烧杯中逸出的气泡均匀时表明B 生成氢气的反应达到平稳；(2)实验1、2是对比探究实验，由表中数据可知，实验1、2 的不同在于实验1 没有滴加硫酸铜，而实验2 滴加硫酸铜，二者反应的速率不同，可用于比较硫酸铜溶液对反应呢速率的影响；(3)Z n与硫酸反应