专题01 控制变量法的应用-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（苏教版2019必修第二册）

专题01 控制变量法的应用 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1．外界条件对化学反应速率的影响 (1)催化剂对化学反应速率的影响 实验 操作 实验现象 ①产生少量气泡 ②产生大量气泡 实验结论 MnO2可以使H2O2分解的速率加快 (2)温度对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 ①产生气泡 速率较慢 ②产生气泡 速率较快 实验结论 对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快 (3)浓度对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 装有12% H2O2溶液的试管中先产生气泡 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快 (4)固体反应物表面积对化学反应速率的影响 实验 操作 实验 现象 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢 实验 结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，大理石与盐酸的反应速率越大 2．控制变量探究实验题的思维流程 【例1】（23-24高一下·北京朝阳·期末）用溶液和溶液探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响。 实验编号 溶液的体积 的体积 溶液/滴 ⅰ 2 0 0 ⅱ 2 0 2 ⅲ 1 1 2 下列分析不正确的是 A．通过观察产生气泡的快慢，比较反应速率的大小 B．对比ⅰ和ⅱ，可研究催化剂对分解速率的影响 C．对比ⅱ和ⅲ，可研究对分解速率的影响 D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、溶液、水 【例2】（23-24高一下·福建福州·阶段检测）下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出速率最快的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度及体积 A ， 硫酸 B ， 硝酸 C ， 硫酸 D ， 盐酸 【例3】（24-25高一上·安徽合肥·阶段检测）调控化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有非常重要的意义，请回答一下问题。 (1)下列措施主要是通过影响浓度减缓化学反应速率的是 。 A．茶叶使用真空包装          B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎 C．低温保存疫苗              D．氨在催化剂的作用下被氧化成 E．用锌粒代替镁粉制备氢气    F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气 G．向食品袋中加入脱氧剂 (2)某同学探究与稀反应的速率影响因素时，设计了如下系列实验： 反应温度/℃ 溶液 稀 变浑浊时间 Ⅰ 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 Ⅱ 40 10.0 0.10 0.50 0 a Ⅲ 20 0.10 5.0 0.50 c ①发生反应的离子方程式为 。 ②实验Ⅰ、Ⅱ可探究温度对反应速率的影响，因此 。 ③实验Ⅰ、Ⅲ可探究 对反应速率的影响，因此 ， ；a c(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ④实验Ⅲ中加入水的目的是 。 1．（23-24高一下·新疆巴音郭楞·期中）下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度 体积 反应温度 A 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 70℃ B 0.1molMg 3mol·L-1盐酸 10mL 70℃ C 0.1molFe 3mol·L-1盐酸 10mL 60℃ D 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 60℃ 2．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是(　　) 组别 对应曲线 c(HCl)/ (mol·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A.第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 3．（23-24高一下·福建漳州·期中）下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 A．A B．B C．C D．D 4．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 5．（23-24高一下·河南洛阳·期中）鲜榨苹果汁在空气中放置一段时间颜色会变深，其实质是苹果中的多酚在多酚氧化酶的催化下被氧气氧化生成醌类物质。设计实验探究影响苹果汁被氧化的条件， 实验记录如下表： 实验组别 实验步骤 温度 实验现象 ① 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入半片维生素C片 常温 较长时间不变色 ② 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入少量食盐 常温 较长时间不变色 ③ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中 常温 慢慢变色 ④ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，加热 60℃ 很快变色 (查阅资料可知：①维生素C有较强的还原性；②多酚氧化酶是一种蛋白质) 根据上述实验记录，下列说法错误的是 A．通过①②③组实验对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率 B．通过②③组实验对比可知，②中的多酚氧化酶在食盐作用下发生了变性 C．通过③④组实验对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率 D．可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率 6．（23-24高一下·河北沧州·阶段检测）下列探究影响化学反应速率的因素的实验设计不合理的是 选项 影响因素 实验设计 A 温度 在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象 B 浓度 常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象 C 催化剂(Fe3+) 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，向其中一支试管中加入 溶液，另一支试管不加任何试剂，观察现象 D 固体表面积 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象 A．A B．B C．C D．D 7．（23-24高一下·广西梧州·期中）将一定物质的量的置于的恒容密闭容器中，只发生反应，在其他条件相同时，反应物的物质的量n随反应时间t的变化情况如表所示： 0 10 20 30 40 50 60 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 1.2 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据表中数据，下列说法正确的是 A．在实验1中，反应在内 B．根据实验1和实验2，可知反应恰好达到平衡状态的时间相同 C．根据实验2和实验3，可以说明浓度对反应速率的影响趋势 D．根据实验1和实验3，可得出温度越高，的分解率越大 8．（23-24高一下·广东茂名·期末）为了研究一定浓度(可氧化成)的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，某化学学习小组对此进行实验探究，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．溶液的pH越小，的氧化率越大 B．温度越高，的氧化率越大 C．的氧化率只与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率 9．（23-24高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 10．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(　　) 11．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 反应物 催化剂 温度 ① 10 mL 10% H2O2溶液 无 25 ℃ ② 10 mL 20% H2O2溶液 无 25 ℃ ③ 10 mL 20% H2O2溶液 无 40 ℃ ④ 10 mL 20% H2O2溶液 1～2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 40 ℃ 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)代表实验①的图示是_______________________________。 (2)对比实验③和④的目的是________________。 (3)通过上面对比实验，所得出的实验结论是_________________________________。 12．（24-25高一上·河北保定·期中）某同学利用铁与硫酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，硫酸均过量)，实验设计如表，回答下列问题： 实验编号 硫酸浓度/() 硫酸体积/mL 铁的状态 温度/K 1 1.00 40 块状 293 2 2.00 40 块状 293 3 2.00 40 粉末 293 4 2.00 40 块状 313 (1)若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是 。 (2)实验1和2是探究 对该反应速率的影响；实验 和 是探究温度对该反应速率的影响。 (3)根据实验测得的在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到图甲，则曲线c对应的实验组别是 。根据实验数据，该同学发现对于每一组实验，产生氢气的速率v随时间t变化情况如图乙所示，其中速率变化的主要原因是 。 (4)实验4如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，你认为下列措施可行的是 (填序号)。 A．加蒸馏水  B．减小压强  C．加入  D．加固体  E．加入氯化钠溶液 (5)进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，发现盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快。你认为可能的原因是 (忽略温度对反应速率的影响)。 (6)铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，发现加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高，请分析主要原因： 。 13．（23-24高一下·福建龙岩·期中）某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I.甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取5.0mL、0.01mol•L-1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1mol•L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： (1)实验1、3研究的是 对反应速率的影响。 (2)表中V1= mL。 (3)实验3用KMnO4表示的反应速率为 mol•L-1•min-1。 (4)研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是 。 Ⅱ.利用如图装置(加热及夹持装置已略)可验证元素非金属性的强弱。 (5)乙同学欲验证非金属性N＞C＞Si，在B中加大理石，C中加入硅酸钠溶液，观察到C中有白色胶状沉淀产生。 ①装置A中药品是 (写化学式)。 ②丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是 ，经改进后，C中反应的化学方程式为 。 (6)丁同学欲验证非金属性Cl＞Si，在A中加入浓盐酸，B中加入二氧化锰，C中加入硫化钠溶液。 ①C中现象是 。 ②该实验不足之处是 。 14．（23-24高一下·河南南阳·期中）某化学兴趣小组设计了两组实验，分别探究卤素单质性质递变规律和影响化学反应速率的因素。 Ⅰ．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，甲组同学用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，装置气密性已检验)。已知常温下，固体和浓盐酸反应产生氯气。 实验过程： ①打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 ②当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 ③当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。 ④…… (1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。 (2)B中溶液发生反应的离子方程式是 。 (3)为验证溴的氧化性强于碘，过程④的操作和现象是 。 (4)过程③实验的目的是 。 Ⅱ．乙组同学依据反应，探究影响化学反应速率的部分因素并测定其化学反应速率，请回答下列问题： 该小组同学设计了3组实验，探究影响化学反应速率的部分因素，具体情况如下表所示。 实验编号 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 反应温度 1 10 10 0 25℃ 2 10 5 a 25℃ 3 10 10 0 60℃ (5)表中a= ，通过实验1和实验3可探究 对化学反应速率的影响。 (6)该小组同学依据实验1条件进行反应并测定其化学反应速率，所得数据如图所示。 分析实验数据发现，反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。该反应在0～7min的化学反应速率 。 设计以下方案，通过测定随时间变化的情况，探究化学反应速率先增大的原因，具体情况如下表所示。 方案 假设 实验操作 1 该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率提高 向烧杯中加入10mL溶液和10mL溶液，测量反应体系温度的变化。 2 反应生成的是该反应的催化剂，使反应加快。 取10mL溶液加入烧杯中，向其中加入_______，再加入10mL溶液。 3 溶液酸性增强，加快了化学反应速率。 分别向标号为①②的两只烧杯中加入10mL：向烧杯①中加入1mL溶液，向烧杯②中加入1mL盐酸；然后分别向这两只烧杯中加入10mL溶液。 ①除方案1、2、3中的假设外，还可提出的假设是 。 ②补全方案2中的实验操作：加入 。 ③反应后期化学反应速率减小的原因是 。 15．（23-24高一下·山东青岛·期中）某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应进行了一系列探究外界条件的改变对化学反应速率的影响实验，相关实验如下： 实验编号 实验温度 试管中所加试剂及其用量 溶液颜色褪至无色所需时间 溶液 溶液 稀硫酸 1 25 3.0 3.0 2.0 2.0 6.4 2 25 4.0 2.0 2.0 2.0 5.0 3 25 5.0 1.0 2.0 4 25 1.5 4.5 2.0 2.0 5 50 5.0 2.0 2.0 (1)实验中发生的化学反应的离子方程式为 。 (2)通过实验1、2、4，可探究 (填外部因素)对化学反应速率的影响。通过实验3、5，可探究温度对化学反应速率的影响，则 ， ；实验得出 (填“”、“”或“”)。 (3)内，实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 。进行实验4时发现溶液几乎没有褪色，原因可能是 。 (4)甲同学在实验1、2、3中观察到溶液褪色速率开始时较慢，反应一段时间后逐渐加快。查阅资料获悉： ⅰ．与酸性溶液反应的一种机理如图所示： ⅱ．在溶液中呈紫红色，能发生反应通常呈青绿色；呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解产生和。 ①仅由图示机理分析，反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为 。 ②乙同学将实验1中溶液调至1时再次做实验，发现溶液紫色并未直接褪去，而是先变为青色溶液，一段时间后青色溶液逐渐褪至无色，乙同学结合上述信息，推测紫色溶液变为青色溶液时，青色溶液中可能含有。指导老师否定了该猜想，理由是 。 16．（22-23高一下·湖南永州·阶段检测）某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。（已知：），设计实验方案如表： 实验序号 溶液 溶液 ① 溶液 溶液 ② 溶液 溶液 (1)图1装置中盛放A溶液的仪器名称是 。 (2)此实验探究的是 因素对化学反应速率的影响，若实验②在40s末收集了（标准状况下）则在40s内 。（忽略溶液混合前后体积的变化）。 (3)此实验中，除了通过测定单位时间内生成的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定 来比较化学反应速率。 (4)实验中，若将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先 ，再 ，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，量气管中的液体应为 。 A．    B．NaOH溶液 C．饱和NaCl溶液    D．饱和溶液 (5)同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是： ①产物（或）是反应的催化剂； ② 。 17．（24-25高一上·山东潍坊·阶段检测）某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 (1)硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 溶液 稀硫酸 V/mL V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①从物质类别的角度分析，硫代硫酸钠()属于 (填字母)。 A．盐　　　B．碱　　　C．酸　　　D．氧化物 ②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生，请写出相应的化学反应方程式： 。 ③该实验1和2可探究 对反应速率的影响，因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此 。 (2)为更精确地探究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如下，实验结果如图所示。 实验序号 镁条的质量/g 硫酸 浓度 体积/mL I 0.01 1.0 2 II 0.01 0.5 2 ①实验I对应图中曲线 (填字母)；图中曲线上的斜率越大，说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。 ②分析实验II对应曲线可知，反应开始阶段反应速率不断加快，原因是 。 ③随着反应的不断进行，反应速率减慢，原因是 。 18．（23-24高一下·新疆巴音郭楞·期中）回答下列问题。 (1)已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验 序号 反应温度 0.1mol/L Na2S2O3溶液 0.1mol/LH2SO4溶液 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 2 2 0 t1 ② 40 2 V1 0 t2 ③ 20 1 2 V2 t3 实验①②研究的是 对化学反应速率的影响，V1= 。 实验①③研究的是 对化学反应速率的影响，V2= 。 (2)在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)=amol，n(I2)=bmol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。 编号 改变的条件 反应速率 ① 升高温度 ② 加入正催化剂 ③ 再充入amolH2 ④ 将容器的容积扩大到原来的2倍 ⑤ 保持容积不变，通入bmolNe 19．（23-24高一下·广东茂名·期末）研究化学反应速率和限度对促进生产具有重要的意义。回答下列问题： (1)利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，在密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应的化学方程式为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．NO、CO、、的浓度之比为2∶2∶2∶1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol (2)将空气中久置的2.7 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol⋅L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示： ①曲线由O~a段不产生氢气的原因是 。 ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。 ③下列措施能提高氢气的反应速率的是 (填字母)。 A．降低温度 B．向溶液中加入铁粉 C．加入饱和氯化钠溶液 D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸 E．加入少量硫酸铜溶液 (3)某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L溶液/mL 30 30 30 30 饱和溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20 /mL 17.5 10 0 ①完成此实验设计，其中： mL。 ②反应速率最慢的是 (填A~E组混合溶液字母)。 ③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，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： 。 20．（23-24高一下·河北保定·期中）我国是干电池的生产和消费大国，二氧化锰在干电池中有广泛应用，海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是。用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的，其制备过程如下图所示： 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中，试剂甲在反应中体现_______(填字母)。 A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．稳定性 (2)用惰性材料作电极，电解硫酸锰溶液制二氧化锰，写出阳极反应式： 。普通锌锰干电池中负极的电极反应式为 。 (3)步骤Ⅲ中，以为氧化剂，当生成时，消耗的溶液200mL，该反应的离子方程式为 。 (4)实验室以、浓盐酸混合加热反应制氯气，工业上可以用实验室制氯气的残余溶液吸收氯气，获得，广泛应用于电子工业、印染工业等领域。写出该化学反应的离子方程式： 。 (5)二氧化锰也是实验室制取氧气的催化剂。下表是某同学设计的探究双氧水分解的实验方案： 实验 20.0mL双氧水溶液浓度 粉状 温度 待测数据 Ⅰ 5% 3.0g 25℃ Ⅱ 5% 1.5g 25℃ Ⅲ 15% 1.5g 25℃ Ⅳ 3.0g 25℃ ①实验Ⅱ和Ⅲ的影响因素是 。 ②利用实验Ⅰ和Ⅳ探究温度对化学反应速率的影响， 。本实验待测数据是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 控制变量法的应用 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1．外界条件对化学反应速率的影响 (1)催化剂对化学反应速率的影响 实验 操作 实验现象 ①产生少量气泡 ②产生大量气泡 实验结论 MnO2可以使H2O2分解的速率加快 (2)温度对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 ①产生气泡 速率较慢 ②产生气泡 速率较快 实验结论 对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快 (3)浓度对化学反应速率的影响 实验操作 实验现象 装有12% H2O2溶液的试管中先产生气泡 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快 (4)固体反应物表面积对化学反应速率的影响 实验 操作 实验 现象 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢 实验 结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，大理石与盐酸的反应速率越大 2．控制变量探究实验题的思维流程 【例1】（23-24高一下·北京朝阳·期末）用溶液和溶液探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响。 实验编号 溶液的体积 的体积 溶液/滴 ⅰ 2 0 0 ⅱ 2 0 2 ⅲ 1 1 2 下列分析不正确的是 A．通过观察产生气泡的快慢，比较反应速率的大小 B．对比ⅰ和ⅱ，可研究催化剂对分解速率的影响 C．对比ⅱ和ⅲ，可研究对分解速率的影响 D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、溶液、水 【答案】D 【解析】A．该反应为过氧化氢的分解反应，通过观察产生气泡的快慢，可以比较反应速率的大小，A正确；B．对比ⅰ和ⅱ，只有催化剂不同，其他条件相同，可以研究催化剂对分解速率的影响，B正确；C．对比ⅱ和ⅲ，只有过氧化氢的浓度不同，其他条件相同，可研究对分解速率的影响，C正确；D．实验ⅲ加入试剂的顺序是溶液、水、溶液，D错误；答案选D。 【例2】（23-24高一下·福建福州·阶段检测）下列各组反应(表中物质均为反应物)刚开始时，放出速率最快的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度及体积 A ， 硫酸 B ， 硝酸 C ， 硫酸 D ， 盐酸 【答案】A 【解析】决定反应速率的因素是物质本身的性质，则金属的金属性越强，其反应速率越快，金属性Mg＞Zn＞Fe，硝酸和浓硫酸与金属反应得不到氢气，即选项BC中不能产生氢气，A中金属性强于选项D中，且溶液中氢离子浓度和温度均是相同的，所以反应速率最快的是A。故答案选A。 【例3】（24-25高一上·安徽合肥·阶段检测）调控化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有非常重要的意义，请回答一下问题。 (1)下列措施主要是通过影响浓度减缓化学反应速率的是 。 A．茶叶使用真空包装          B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎 C．低温保存疫苗              D．氨在催化剂的作用下被氧化成 E．用锌粒代替镁粉制备氢气    F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气 G．向食品袋中加入脱氧剂 (2)某同学探究与稀反应的速率影响因素时，设计了如下系列实验： 反应温度/℃ 溶液 稀 变浑浊时间 Ⅰ 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 Ⅱ 40 10.0 0.10 0.50 0 a Ⅲ 20 0.10 5.0 0.50 c ①发生反应的离子方程式为 。 ②实验Ⅰ、Ⅱ可探究温度对反应速率的影响，因此 。 ③实验Ⅰ、Ⅲ可探究 对反应速率的影响，因此 ， ；a c(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ④实验Ⅲ中加入水的目的是 。 【答案】(1)AG (2) 10.0 浓度 10.0 5 小于 遵循单一变量原则，保证溶液总体积为20mL 【解析】（1）A．茶叶使用真空包装，氧气浓度减小，茶叶变质速率变慢，是通过改变浓度来减缓化学反应速率的，故A正确； B．用铁矿石炼铁的过程中将矿石粉碎，是通过改变反应物接触面积来加快化学反应速率的，故B错误； C．低温保存疫苗，是通过降低温度来减缓化学反应速率的，故C错误； D．氨在催化剂的作用下被氧化成NO，是通过使用催化剂来加快化学反应速率的，故D错误； E．用锌粒代替镁粉制备氢气，是通过改变反应物接触面积来减慢化学反应速率的，故E错误； F．工业上利用与反应制备时鼓入稍过量的空气，是通过改变浓度来加快化学反应速率的，故F错误； G．向食品袋中加入脱氧剂，降低氧气浓度，是通过改变浓度来减缓化学反应速率的，故G正确； 故选AG； （2）①溶液在酸性条件下发生歧化反应，离子方程式为； ②分析实验Ⅰ、Ⅱ可知，探究温度对反应速率的影响，其他条件应相同，故10.0； ③分析实验Ⅰ、Ⅲ可知，硫酸所用体积不同，故其他条件应该相同，故实验Ⅰ、Ⅲ可探究浓度对反应速率的影响，满足除硫酸的用量不同，但所用溶液的总体积相等，因此10.0，5.0；浓度越大，温度越高，反应速率越快，变浑浊时间越短，则a＜c； ④设计该实验的基本原理为控制单一变量，实验Ⅲ中加入水的目的是保证溶液总体积为20mL。 1．（23-24高一下·新疆巴音郭楞·期中）下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是 选项 金属(粉末状) 酸的浓度 体积 反应温度 A 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 70℃ B 0.1molMg 3mol·L-1盐酸 10mL 70℃ C 0.1molFe 3mol·L-1盐酸 10mL 60℃ D 0.1molMg 3mol·L-1硫酸 10mL 60℃ 【答案】A 【解析】温度越高速率越快，Fe不如Mg活泼，排除C、D项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3 mol·L-1盐酸中c(H＋)小于3 mol·L-1硫酸中c(H＋)，因此A项放出H2的速率最大，故选A。 2．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是(　　) 组别 对应曲线 c(HCl)/ (mol·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A.第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D．第3组实验的反应温度低于30 ℃ 【答案】D 【解析】由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验反应所用时间最短，故反应速率最快，根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。 3．（23-24高一下·福建漳州·期中）下列各组反应(表中物质均为反应物)中，反应刚开始时放出H2速率最大的是 选项 金属(粉末状)/mol 体积/mL 酸浓度/mol•L-1 酸 反应温度/℃ A Mg 0.1 10 3 H2SO4 60 B Mg 0.1 10 3 HCl 60 C Fe 0.1 10 3 HCl 60 D Mg 0.1 10 6 HNO3 60 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】硝酸具有强氧化性，金属与硝酸反应不能放出氢气；Mg的活泼性大于Fe，Mg与同浓度酸反应放出氢气的速率大于Fe；3mol/L的硫酸中氢离子浓度大于3mol/L的盐酸，氢离子浓度越大反应速率越快，总上所述，刚开始时放出H2速率最大的是A，故选A。 4．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 【答案】B 【解析】A．根据对比实验的单一变量原则，溶液总体积为20mL，V1=20-10-5=5，V2=0，故A正确；B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率，故B错误；C．实验Ⅰ和实验Ⅲ的反应温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响，故C正确；D．结合反应原理，高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为，故D正确；故选B。 5．（23-24高一下·河南洛阳·期中）鲜榨苹果汁在空气中放置一段时间颜色会变深，其实质是苹果中的多酚在多酚氧化酶的催化下被氧气氧化生成醌类物质。设计实验探究影响苹果汁被氧化的条件， 实验记录如下表： 实验组别 实验步骤 温度 实验现象 ① 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入半片维生素C片 常温 较长时间不变色 ② 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，再加入少量食盐 常温 较长时间不变色 ③ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中 常温 慢慢变色 ④ 将40mL苹果原汁加入100mL纯净水中，加热 60℃ 很快变色 (查阅资料可知：①维生素C有较强的还原性；②多酚氧化酶是一种蛋白质) 根据上述实验记录，下列说法错误的是 A．通过①②③组实验对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率 B．通过②③组实验对比可知，②中的多酚氧化酶在食盐作用下发生了变性 C．通过③④组实验对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率 D．可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率 【答案】B 【解析】A．①③组实验对比变量为维生素C，②③组实验对比变量为食盐,对比可知，维生素C和食盐均可减缓苹果汁被氧化的速率，A正确；B．②③组实验变量为食盐，食盐不是重金属盐，不会使多酚氧化酶在食盐作用下发生变性，B错误； C．通过③④组实验变量为温度，对比可知，升高温度会加快苹果汁被氧化的速率，C正确；D．柠檬汁富含维生素C，则可以采取在苹果汁中加入柠檬汁的方法来减缓苹果汁被氧化的速率，D正确；故选B。 6．（23-24高一下·河北沧州·阶段检测）下列探究影响化学反应速率的因素的实验设计不合理的是 选项 影响因素 实验设计 A 温度 在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象 B 浓度 常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象 C 催化剂(Fe3+) 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，向其中一支试管中加入 溶液，另一支试管不加任何试剂，观察现象 D 固体表面积 相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．探究温度影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，在两支大小相同的试管中均加入 溶液，待试管中有适量气泡出现时，将两支试管分别浸入冷水和热水中，观察现象，实验设计合理，A不符合题意；B．探究浓度影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，常温下，将形状相同的铁片分别加入盛有 和 硫酸的大小相同的试管中，观察现象，实验设计合理，B不符合题意；C．探究催化剂(Fe3+)影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，该实验中只有一支试管中加入 的 溶液，另一支试管不加任何试剂，则溶液体积会不同，因此实验设计不合理，C符合题意；D．探究固体表面积影响化学反应速率的因素实验需要注意控制变量，常相同温度下，在两支大小相同的试管中均加入 盐酸，再分别加入质量相同但颗粒不同的大理石碎块，观察现象，实验设计合理，D不符合题意；故选C。 7．（23-24高一下·广西梧州·期中）将一定物质的量的置于的恒容密闭容器中，只发生反应，在其他条件相同时，反应物的物质的量n随反应时间t的变化情况如表所示： 0 10 20 30 40 50 60 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 1.2 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据表中数据，下列说法正确的是 A．在实验1中，反应在内 B．根据实验1和实验2，可知反应恰好达到平衡状态的时间相同 C．根据实验2和实验3，可以说明浓度对反应速率的影响趋势 D．根据实验1和实验3，可得出温度越高，的分解率越大 【答案】D 【解析】A．实验1中，反应在10～20min内，v(HI)= ，故A错误；B．在实验1和实验2中，40min后HI(g)的物质的量不再变化，说明40min后反应处于平衡状态，但不能说明40min时反应恰好达到平衡状态，故B错误；C．实验2和实验3的反应温度不同，且HI(g)的起始物质的量不同，则无法说明浓度对反应速率的影响趋势，故C错误；D．比较实验1和实验3，开始时加入的n(HI)相同，反应温度不同，平衡时实验3中HI(g)的物质的量少，说明温度越高，HI的分解率越大，故D正确；故选D。 8．（23-24高一下·广东茂名·期末）为了研究一定浓度(可氧化成)的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，某化学学习小组对此进行实验探究，实验结果如图所示。下列说法错误的是 A．溶液的pH越小，的氧化率越大 B．温度越高，的氧化率越大 C．的氧化率只与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率 【答案】C 【解析】A．由②③可知，温度相同时溶液的pH越小，的氧化率越大，A正确；B．由①②可知，溶液的pH相同时，温度越高，的氧化率越大，B正确；C．的氧化率除受溶液的pH、温度的影响外，还受其他因素的影响，如浓度等，C错误；D．根据A、B选项可知，实验说明降低溶液的pH、升高温度均有利于提高的氧化率，D正确；故选C。 9．（23-24高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中）下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】A．①④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，锌都是粉末状，④的温度高于①，其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比①的快，A不符合题意；B．②中温度、c(H+)、反应物的接触面积均较大，生成H2的反应速率最快，B符合题意；C．③④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，反应温度都是40℃，④中锌为粉末状，③中锌为大块状，④中锌与酸的接触面积比③中大，其他条件相同时，增大反应物的接触面积反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比③的快，C不符合题意；D．②④中温度相同，锌都是粉末状，②中所用酸溶液中c(H+)更大，则②生成H2的反应速率比④快，D不符合题意；故答案选B。 10．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(　　) 【答案】D 【解析】探究温度对化学反应速率的影响，要求在催化剂相同，H2O2浓度相同，而温度不同的条件下做对比实验，通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响，D选项符合要求。 11．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。 反应物 催化剂 温度 ① 10 mL 10% H2O2溶液 无 25 ℃ ② 10 mL 20% H2O2溶液 无 25 ℃ ③ 10 mL 20% H2O2溶液 无 40 ℃ ④ 10 mL 20% H2O2溶液 1～2滴0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 40 ℃ 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)代表实验①的图示是_______________________________。 (2)对比实验③和④的目的是________________。 (3)通过上面对比实验，所得出的实验结论是_________________________________。 【答案】(1)Ⅳ　(2)研究催化剂对反应速率的影响 (3)其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快 【解析】(1)反应温度越高，使用合适的催化剂，反应物浓度越大，反应速率越快，实验①中双氧水浓度最小，没有使用催化剂，温度为25 ℃，则在实验①～④中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越快，则代表实验①的为Ⅳ。 (2)实验③、④中，反应物浓度、反应温度相同，而实验④中使用了催化剂，所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。 (3)根据实验①、②可知，增大反应物浓度，反应速率加快；根据实验②、③可知，升高反应温度，反应速率加快；根据实验③、④可知，使用合适的催化剂，反应速率加快，通过对比实验，得出的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快。 12．（24-25高一上·河北保定·期中）某同学利用铁与硫酸的反应，探究影响反应速率的因素(实验所用铁的质量相等且铁块的形状相同，硫酸均过量)，实验设计如表，回答下列问题： 实验编号 硫酸浓度/() 硫酸体积/mL 铁的状态 温度/K 1 1.00 40 块状 293 2 2.00 40 块状 293 3 2.00 40 粉末 293 4 2.00 40 块状 313 (1)若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是 。 (2)实验1和2是探究 对该反应速率的影响；实验 和 是探究温度对该反应速率的影响。 (3)根据实验测得的在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到图甲，则曲线c对应的实验组别是 。根据实验数据，该同学发现对于每一组实验，产生氢气的速率v随时间t变化情况如图乙所示，其中速率变化的主要原因是 。 (4)实验4如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，你认为下列措施可行的是 (填序号)。 A．加蒸馏水  B．减小压强  C．加入  D．加固体  E．加入氯化钠溶液 (5)进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，发现盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快。你认为可能的原因是 (忽略温度对反应速率的影响)。 (6)铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，发现加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高，请分析主要原因： 。 【答案】(1)收集448mL氢气所需的时间 (2) 硫酸浓度 2 4 (3) 2 铁与硫酸反应放热，温度升高使反应速率加快 (4)ACE (5)加快反应速率 (6)铁把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来，形成铁铜原电池，加快了氢气产生的速率 【解析】（1）根据反应速率的定义，若四组实验均以收集到448mL(折算为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是收集448mL氢气所需的时间。 （2）实验1和2的变量是硫酸浓度，探究硫酸浓度对该反应速率的影响；实验2和4只有温度不同，实验2和4探究温度对该反应速率的影响。 （3）温度越高，反应速率越快，产生相同体积的氢气所需时间越短；温度、硫酸浓度相同时，粉末状铁与硫酸的接触面积大，反应速率更快；实验1和2温度低，碳酸钙均为块状，所以反应速率较慢，实验2硫酸浓度大于实验1，所以实验2的速率大于实验1，则曲线c对应的实验组别是2；铁与硫酸的反应为放热反应，放出的热量使溶液的温度升高，因此t1～t2反应速率增大。 （4）A．加蒸馏水，硫酸浓度降低，反应速率减慢，并且不影响产生氢气的量，故选A； B．反应物是铁和氢离子，减小压强，浓度不变，反应速率不变，故不选B；   C．加入，醋酸根离子和氢离子反应生成醋酸，氢离子浓度降低，反应速率减慢，并且不影响产生氢气的量，故选C；   D．加固体，铁和硫酸铜反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，与硫酸反应的铁质量减少，生成氢气的质量减小，故不选D； E．加入氯化钠溶液，硫酸被稀释，氢离子浓度降低，反应速率减慢，不影响生成氢气的量，故选E； 选ACE。 （5）进行实验3时，若将稀硫酸改为40mL 4.0mol/L盐酸(其他条件不变)，氢离子浓度相同，盐酸中放出气泡的速率明显比硫酸快，可能的原因是加快反应速率。 （6）铁与硫酸的反应制取氢气的实验中，加入少量溶液时，铁把硫酸铜溶液中的铜离子置换出来，形成铁铜原电池，加快了氢气产生的速率。 13．（23-24高一下·福建龙岩·期中）某化学兴趣小组利用实验探究物质的性质和变化。 I.甲同学为了探究影响化学反应速率的因素，做了以下实验。用三支试管各取5.0mL、0.01mol•L-1的酸性KMnO4溶液，再分别滴入0.1mol•L-1H2C2O4溶液，实验报告如表。 实验编号 0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 水 反应温度/℃ 溶液颜色褪至无色所需时间/s 1 5.0mL 5.0mL 0 20 125 2 5.0mL 4.0mL V1 20 320 3 V2 5.0mL 0 50 30 分析实验设计方案和表格中的数据，完成下面的问题： (1)实验1、3研究的是 对反应速率的影响。 (2)表中V1= mL。 (3)实验3用KMnO4表示的反应速率为 mol•L-1•min-1。 (4)研究发现KMnO4溶液的酸化程度对反应的速率也有较大影响，用不同浓度的硫酸进行酸化，其余条件均相同时，测得反应溶液的透光率(溶液颜色越浅，透光率越高)随时间变化如图所示，由此得出的结论是 。 Ⅱ.利用如图装置(加热及夹持装置已略)可验证元素非金属性的强弱。 (5)乙同学欲验证非金属性N＞C＞Si，在B中加大理石，C中加入硅酸钠溶液，观察到C中有白色胶状沉淀产生。 ①装置A中药品是 (写化学式)。 ②丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是 ，经改进后，C中反应的化学方程式为 。 (6)丁同学欲验证非金属性Cl＞Si，在A中加入浓盐酸，B中加入二氧化锰，C中加入硫化钠溶液。 ①C中现象是 。 ②该实验不足之处是 。 【答案】(1)温度 (2)1.0 (3)0.01 (4)硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快 (5) HNO3 硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰碳酸与硅酸钠的实验 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 (6) 产生淡黄色沉淀 无尾气处理装置 【解析】探究外界条件对化学反应速率的影响时，只能改变一个变量，即H2C2O4溶液体积改变最终导致其浓度发生改变时，温度、KMnO4的浓度应保持不变；若改变温度，则两种反应物的浓度都应保持不变。（1）实验1、3中，反应的温度不同，则反应物的浓度应相同，研究的是温度对反应速率的影响。 （2）实验1、2的温度相同，而H2C2O4溶液的体积不同，则混合溶液中KMnO4溶液的浓度应相同，溶液的总体积相同，所以表中V1=1mL。 （3）实验1、3是探究温度对化学反应速率的影响，反应物的浓度、体积应相同，所以V2=5mL。实验3用KMnO4表示的反应速率为=0.01mol•L-1•min-1。 （4）从图中可以看出，硫酸溶液的浓度越大，达到相同透光率所需的时间越短，表明反应速率越快。由此得出的结论是：硫酸溶液的浓度越大，化学反应速率越快。 （5）①利用“最高价含氧酸的酸性越强，元素的非金属性越强”的元素周期律，装置A中药品应为N元素的最高价含氧酸，即是HNO3。 ②硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸能与硅酸钠反应生成硅酸，干扰碳酸与硅酸的酸性比较，所以丙同学认为不能证明得电子能力C＞Si，理由是：硝酸是挥发性酸，挥发出的硝酸蒸气也能与硅酸钠反应，从而干扰碳酸与硅酸钠的实验。经改进后，C中反应的化学方程式为：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。 （6）①浓盐酸与二氧化锰反应生成Cl2，Cl2与Na2S发生置换反应生成S等，C中现象是：产生淡黄色沉淀。 ②Cl2是大气污染物，需进行尾气处理，则该实验不足之处是：无尾气处理装置。 14．（23-24高一下·河南南阳·期中）某化学兴趣小组设计了两组实验，分别探究卤素单质性质递变规律和影响化学反应速率的因素。 Ⅰ．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，甲组同学用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，装置气密性已检验)。已知常温下，固体和浓盐酸反应产生氯气。 实验过程： ①打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 ②当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 ③当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。 ④…… (1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。 (2)B中溶液发生反应的离子方程式是 。 (3)为验证溴的氧化性强于碘，过程④的操作和现象是 。 (4)过程③实验的目的是 。 Ⅱ．乙组同学依据反应，探究影响化学反应速率的部分因素并测定其化学反应速率，请回答下列问题： 该小组同学设计了3组实验，探究影响化学反应速率的部分因素，具体情况如下表所示。 实验编号 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 反应温度 1 10 10 0 25℃ 2 10 5 a 25℃ 3 10 10 0 60℃ (5)表中a= ，通过实验1和实验3可探究 对化学反应速率的影响。 (6)该小组同学依据实验1条件进行反应并测定其化学反应速率，所得数据如图所示。 分析实验数据发现，反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。该反应在0～7min的化学反应速率 。 设计以下方案，通过测定随时间变化的情况，探究化学反应速率先增大的原因，具体情况如下表所示。 方案 假设 实验操作 1 该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率提高 向烧杯中加入10mL溶液和10mL溶液，测量反应体系温度的变化。 2 反应生成的是该反应的催化剂，使反应加快。 取10mL溶液加入烧杯中，向其中加入_______，再加入10mL溶液。 3 溶液酸性增强，加快了化学反应速率。 分别向标号为①②的两只烧杯中加入10mL：向烧杯①中加入1mL溶液，向烧杯②中加入1mL盐酸；然后分别向这两只烧杯中加入10mL溶液。 ①除方案1、2、3中的假设外，还可提出的假设是 。 ②补全方案2中的实验操作：加入 。 ③反应后期化学反应速率减小的原因是 。 【答案】(1)A中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 (2) (3)打开活塞b，将少量C 中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D，振荡、静置，若溶液分层，且下层溶液变为紫红色，则证明溴的氧化性强于碘 (4)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰 (5) 5 温度 (6) 0.015mol·L-1·min-1 生成的加快了化学反应速率 NaCl固体(或KCl固体) 反应物浓度降低，反应速率减慢 【解析】Ⅰ．验证卤素单质的氧化性强弱，首先以氯酸钾固体与浓盐酸为原料制备氯气，烧瓶上部分有湿润的淀粉-KI试纸，当试纸变蓝时，说明氯气氧化性强于碘单质；氯气进入试管B，与溴化钠发生氧化还原反应，将溴离子氧化为溴单质，溶液颜色变红，当氯气进入装置C，同样将溴离子氧化为溴单质，当B和C溶液变为黄色时，表示氯气已进入装置B和C，为防止氯气在装置C中过量导致氯气直接将碘化钾氧化，需要在C中的溶液变为黄色时夹紧弹簧夹，当氯气将C中的溴离子氧化为溴单质，溴单质再继续进入装置D，将碘化钾氧化为碘单质，则可以表明溴单质的氧化性强于碘单质，据此分析各小题； Ⅱ．氯酸根与亚硫酸氢根发生氧化还原反应生成氯离子和硫酸根离子，探究影响化学反应速率的因素，实验1和实验2比较的是反应物浓度对反应速率的影响；实验1和实验3比较的是温度对反应速率的影响，据此分析各小题。（1）根据分析，烧瓶上部分有湿润的淀粉-KI试纸，当试纸变蓝时，淀粉遇碘变蓝，说明氯气氧化性强于碘单质，则可以表明氯气的氧化性强于碘； （2）根据分析，氯气进入装置B将溴离子氧化为溴单质，反应的离子方程式为； （3）根据分析，氯气将装置C的溴离子氧化为溴单质后，打开活塞b，将装置C中的溶液滴入装置D，关闭活塞b，取下试管D，振荡、静置，若溶液分层，且下层溶液变为紫红色，则证明溴的氧化性强于碘； （4）根据分析，氯气的氧化性强于碘，为了防止氯气的干扰，过程③实验目的为确认C的黄色溶液中无，排除对溴置换碘实验的干扰； （5）根据分析，实验1和2比较的是反应物浓度对反应速率的影响，应控制溶液总体积相同，则实验2应加入5mL水，即a=5；实验1和3反应温度不同，反应物浓度相同，则实验1和3可探究温度对反应速率的影响； （6）根据题目所给图分析，计算氯离子在的化学反应速率为，根据反应化学计量数之比，；为探究化学反应速率先增大的原因，除了温度、氯离子作催化剂以及溶液的酸性对反应速率的影响外，还可能有硫酸根离子作催化剂，加快了反应速率；方案2中假设氯离子是该反应的催化剂，为了验证该假设，可以在反应前加入含氯离子的钠盐或钾盐；反应速率先增大后减小，随着反应的进行，反应物浓度减小，降低了该反应的速率。 15．（23-24高一下·山东青岛·期中）某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应进行了一系列探究外界条件的改变对化学反应速率的影响实验，相关实验如下： 实验编号 实验温度 试管中所加试剂及其用量 溶液颜色褪至无色所需时间 溶液 溶液 稀硫酸 1 25 3.0 3.0 2.0 2.0 6.4 2 25 4.0 2.0 2.0 2.0 5.0 3 25 5.0 1.0 2.0 4 25 1.5 4.5 2.0 2.0 5 50 5.0 2.0 2.0 (1)实验中发生的化学反应的离子方程式为 。 (2)通过实验1、2、4，可探究 (填外部因素)对化学反应速率的影响。通过实验3、5，可探究温度对化学反应速率的影响，则 ， ；实验得出 (填“”、“”或“”)。 (3)内，实验2中高锰酸钾的平均反应速率为 。进行实验4时发现溶液几乎没有褪色，原因可能是 。 (4)甲同学在实验1、2、3中观察到溶液褪色速率开始时较慢，反应一段时间后逐渐加快。查阅资料获悉： ⅰ．与酸性溶液反应的一种机理如图所示： ⅱ．在溶液中呈紫红色，能发生反应通常呈青绿色；呈绿色，在酸性条件下不稳定，迅速分解产生和。 ①仅由图示机理分析，反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为 。 ②乙同学将实验1中溶液调至1时再次做实验，发现溶液紫色并未直接褪去，而是先变为青色溶液，一段时间后青色溶液逐渐褪至无色，乙同学结合上述信息，推测紫色溶液变为青色溶液时，青色溶液中可能含有。指导老师否定了该猜想，理由是 。 【答案】(1) (2) 反应物浓度 2.0 1.0 (3) 0.008 草酸的量少，高锰酸钾有较多剩余 (4) 反应产生了，它对与的反应具有催化作用 酸性条件下不稳定，易分解生成和黑色的沉淀，而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀 【解析】（1）实验中发生的化学反应草酸与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳和硫酸锰，离子方程式为：； （2）通过实验1、4，除了浓度不同，其他条件完全相同，可探究反应物浓度对化学反应速率的影响；通过实验3、5，除了温度不同，其他条件完全相同，可探究温度对化学反应速率的影响，则V2=2.0，V3=1.0；实验3草酸的浓度大，反应速率快，实验得出t1>t3； （3）0~5min内，实验2中高锰酸钾的平均反应速率为：；进行实验4时发现溶液几乎没有褪色，原因可能是草酸的量少，高锰酸钾有较多剩余； （4）①仅由图示机理分析，反应一段时间后溶液褪色速率突然加快的原因可能为反应产生了，它对与的反应具有催化作用； ②乙同学将实验1中溶液pH调至1时再次做实验，发现溶液紫色并未直接褪去，而是先变为青色溶液，一段时间后青色溶液逐渐褪至无色；乙同学结合上述信息，推测紫色溶液变为青色溶液时，青色溶液中可能含有。指导老师否定了该猜想，理由是：酸性条件下不稳定，易分解生成和黑色的MnO2沉淀，而实验过程中未观察到溶液中产生黑色沉淀。 16．（22-23高一下·湖南永州·阶段检测）某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。（已知：），设计实验方案如表： 实验序号 溶液 溶液 ① 溶液 溶液 ② 溶液 溶液 (1)图1装置中盛放A溶液的仪器名称是 。 (2)此实验探究的是 因素对化学反应速率的影响，若实验②在40s末收集了（标准状况下）则在40s内 。（忽略溶液混合前后体积的变化）。 (3)此实验中，除了通过测定单位时间内生成的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定 来比较化学反应速率。 (4)实验中，若将图1的气体收集装置改为图2，实验完毕后，应先 ，再 ，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，量气管中的液体应为 。 A．    B．NaOH溶液 C．饱和NaCl溶液    D．饱和溶液 (5)同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，其中时间内速率变快的主要原因可能是： ①产物（或）是反应的催化剂； ② 。 【答案】(1)分液漏斗 (2) 反应物浓度 (3)收集相同体积所需要的时间 (4) 将气体冷却至室温 调节量气管高度使两液面相平（或向下移动量气管使两端液面相平） D (5)该反应放热，体系温度升高 【解析】（1）盛放A溶液的仪器名称为：分液漏斗； （2）由表中数据可知，只有草酸浓度不同，因此该实验探究的是草酸浓度对化学反应速率的影响；33.6mLCO2(标准状况下)的物质的量为：=0.0015mol，反应的离子方程式为：，则△n(KMnO4)=0.0015mol=0.0003mol，所以==0.00015mol/(L•s)= mol/(L•s)； （3）实验中，除了可以通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率，还可以通过测定收集相同体积CO2所需要的时间来比较反应速率； （4）实验完毕后，应先将气体冷却至室温，防止因温度升高导致气体体积偏大，然后调节量气管高度使两液面相平(或向下移动量气管使两端液面相平)，防止读出的体积不准确，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，CO2应该不溶于量气管中的溶液，CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，量气管中的液体应该是饱和的NaHCO3溶液； （5）在实验中发现反应速率加快，则速率变快的主要原因可能是：①产物锰离子有催化作用，溶液中钾离子和硫酸根离子浓度几乎不变，所以硫酸钾对反应速率无影响，②该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率。 17．（24-25高一上·山东潍坊·阶段检测）某课外兴趣小组实验探究影响化学反应速率的因素。 (1)硫代硫酸钠()俗称大苏打、海波，广泛应用于照相定影等领域.乙同学利用控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ 溶液 稀硫酸 V/mL V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 ①从物质类别的角度分析，硫代硫酸钠()属于 (填字母)。 A．盐　　　B．碱　　　C．酸　　　D．氧化物 ②已知硫代硫酸钠与硫酸反应有刺激性气味气体和黄色沉淀产生，请写出相应的化学反应方程式： 。 ③该实验1和2可探究 对反应速率的影响，因此是 .实验1和实验3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，因此 。 (2)为更精确地探究浓度对反应速率的影响，小组同学利用压强传感器等数字化实验设备，探究镁与不同浓度硫酸的反应速率，两组实验所用药品如下，实验结果如图所示。 实验序号 镁条的质量/g 硫酸 浓度 体积/mL I 0.01 1.0 2 II 0.01 0.5 2 ①实验I对应图中曲线 (填字母)；图中曲线上的斜率越大，说明反应速率越 (填“快”“慢”或“无法确定”)。 ②分析实验II对应曲线可知，反应开始阶段反应速率不断加快，原因是 。 ③随着反应的不断进行，反应速率减慢，原因是 。 【答案】(1) A 反应温度 10.0 6.0 (2) a 快 镁与硫酸的反应是放热反应，温度升高，反应速率加快 硫酸的浓度逐渐减小 【分析】控制变量法探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，利用定多变一来进行实验，对比实验1和实验2，二者温度不同，其他条件均相同，故V1=10.0，V2=10.0，V3=0；对比实验1和实验3，硫酸的浓度不同，其他条件相同，总体积相同V4=10.0，V5=6.0；影响反应速率的因素有温度和浓度。 【解析】（1）①根据物质的分类，酸是电离出来的阳离子全部都是氢离子的化合物，碱是电离出来的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物，氧化物是指由两种元素组成其中一种是氧元素的化合物，盐是指金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物，则Na2S2O3属于盐，答案选A； ②硫代硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、硫沉淀、二氧化硫和水，反应的化学方程式为，故答案为：； ③实验1温度20℃，实验2温度40℃，实验1和实验2探究反应温度对化学反应速率的影响，因此其余实验条件相同，是10.0；实验1和3可探究硫酸浓度对反应速率的影响，其余实验条件相同，液体体积相同，因此V5=10.0-4.0=6.0，故答案为：反应温度；10.0；6.0； （2）①根据浓度对反应速率的影响可知，浓度越大反应速率越快，实验Ⅰ的硫酸浓度大于实验Ⅱ，则反应速率越快，单位时间内产生气体越多，则实验Ⅰ对应图中曲线a；图中曲线上的斜率表示单位时间内压强的变化量，斜率越大，说明反应速率越越快，故答案为：a；快； ②活泼金属与酸反应为放热反应，温度升高反应速率加快，实验Ⅱ对应曲线可知，反应开始阶段，反应速率不断加快，原因是：镁与硫酸反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快，故答案为：镁与硫酸反应是放热反应，温度升高，化学反应速率加快； ③随着反应的进行硫酸的浓度逐渐减小，反应速率减小，则随着反应的不断进行，化学反应速率减慢，故答案为：硫酸的浓度逐渐减小。 18．（23-24高一下·新疆巴音郭楞·期中）回答下列问题。 (1)已知Na2S2O3与硫酸的反应为Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验 序号 反应温度 0.1mol/L Na2S2O3溶液 0.1mol/LH2SO4溶液 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 2 2 0 t1 ② 40 2 V1 0 t2 ③ 20 1 2 V2 t3 实验①②研究的是 对化学反应速率的影响，V1= 。 实验①③研究的是 对化学反应速率的影响，V2= 。 (2)在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)=amol，n(I2)=bmol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。 编号 改变的条件 反应速率 ① 升高温度 ② 加入正催化剂 ③ 再充入amolH2 ④ 将容器的容积扩大到原来的2倍 ⑤ 保持容积不变，通入bmolNe 【答案】(1) 温度 2 浓度 1 (2) 增大 增大 增大 减小 不变 【解析】（1）实验①②中，只有温度不同，故研究的是温度对反应速率的影响，根据‘单一变量’的原则，为了保证实验①②溶液总体积相等，故V1=2； (2)实验①③，只有浓度不同，故研究的是浓度对反应速率的影响，溶液总体积相等，则V2=1； （2）①不论正反应吸热，还是放热，升高温度都能使化学反应速率增大，v（正）也增大，v（逆）也增大，但增大幅度不相同。若正反应放热，升高温度时，v（正）＜v(逆）；若正反应吸热，升高温度时，v（正）＞v（逆）；答案填增大； ②若无特别声明，通常所说的催化剂即为“正催化剂”，加入催化剂，可同等程度地提高正、逆化学反应速率，答案填增大； ③再充入a mol H 2 ，c（H 2 ）浓度增大，化学反应速率加快，答案填增大； ④扩大容器的容积，容器内各物质浓度（或压强）均减小，化学反应速率降低，答案填减小； ⑤通入Ne（g），并未改变反应物的浓度和压强，化学反应速率不变，答案填不变。 19．（23-24高一下·广东茂名·期末）研究化学反应速率和限度对促进生产具有重要的意义。回答下列问题： (1)利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，在密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应的化学方程式为。下列不能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．CO的浓度不再改变 b．容器中混合气体的质量保持不变 c．NO、CO、、的浓度之比为2∶2∶2∶1 d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol (2)将空气中久置的2.7 g铝片投入盛有500 mL 0.5 mol⋅L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示： ①曲线由O~a段不产生氢气的原因是 。 ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。 ③下列措施能提高氢气的反应速率的是 (填字母)。 A．降低温度 B．向溶液中加入铁粉 C．加入饱和氯化钠溶液 D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸 E．加入少量硫酸铜溶液 (3)某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L溶液/mL 30 30 30 30 饱和溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20 /mL 17.5 10 0 ①完成此实验设计，其中： mL。 ②反应速率最慢的是 (填A~E组混合溶液字母)。 ③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，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： 。 【答案】(1)bc (2) 硫酸先和铝片表面的氧化铝反应 铝和硫酸的反应是放热反应，放出热量使溶液温度升高，升高温度有利于增大化学反应速率 BE (3) 15 A 当加入溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀硫酸的接触面积，生成的速率会下降 【解析】（1）a．CO的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，a不选； b．该反应中反应物和生成物都是气体，反应过程中混合气体的总质量是定值，当容器中混合气体的质量保持不变时，不能说明反应达到平衡，b选； c．NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2∶2∶2∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，c选； d．相同时间内，反应消耗2 mol NO同时消耗1 mol N2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，d不选； 故选bc。 （2）①曲线由0→a段不产生氢气的原因是：铝片表面有氧化铝，盐酸首先和与表面的氧化铝反应； ②曲线由b~c段产生氢气的速率增加较快的主要原因是：铝和硫酸的反应是放热反应，放出热量使溶液温度升高，升高温度有利于增大化学反应速率； ③A．降低温度，反应速率减慢，A不选； B．向溶液中加入铁粉，反应速率加快，原因是铝、铁和稀硫酸形成了原电池，且不与铝片接触的铁粉也硫酸反应也能产生氢气，接触面积大、可以加快氢气的反应速率，B选； C．加入饱和氯化钠溶液，NaCl不参与反应，相等于稀释了溶液，氢离子浓度减小，反应速率减慢，C不选； D．将0.5 mol⋅L硫酸换为0.1 mol⋅L硫酸，氢离子浓度减小，反应速率减慢，D不选； E．加入少量硫酸铜溶液，Al置换出Cu附着在表面形成原电池，反应速率加快，E选； 故选BE。 （3）①为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则只有硫酸铜的量不同，其他物质的量必须相同，即每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积相同。D组中溶液的总量应与F组相同，F组中溶液总量为50mL，所以50mL-5mL-30mL=15mL； ②加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率，A组实验中没有加入硫酸铜溶液，反应速率最慢； ③当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降，主要原因为：当加入溶液超过一定量时，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀硫酸的接触面积，生成的速率会下降。 20．（23-24高一下·河北保定·期中）我国是干电池的生产和消费大国，二氧化锰在干电池中有广泛应用，海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是。用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的，其制备过程如下图所示： 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中，试剂甲在反应中体现_______(填字母)。 A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．稳定性 (2)用惰性材料作电极，电解硫酸锰溶液制二氧化锰，写出阳极反应式： 。普通锌锰干电池中负极的电极反应式为 。 (3)步骤Ⅲ中，以为氧化剂，当生成时，消耗的溶液200mL，该反应的离子方程式为 。 (4)实验室以、浓盐酸混合加热反应制氯气，工业上可以用实验室制氯气的残余溶液吸收氯气，获得，广泛应用于电子工业、印染工业等领域。写出该化学反应的离子方程式： 。 (5)二氧化锰也是实验室制取氧气的催化剂。下表是某同学设计的探究双氧水分解的实验方案： 实验 20.0mL双氧水溶液浓度 粉状 温度 待测数据 Ⅰ 5% 3.0g 25℃ Ⅱ 5% 1.5g 25℃ Ⅲ 15% 1.5g 25℃ Ⅳ 3.0g 25℃ ①实验Ⅱ和Ⅲ的影响因素是 。 ②利用实验Ⅰ和Ⅳ探究温度对化学反应速率的影响， 。本实验待测数据是 。 【答案】(1)B (2) (3) (4) (5) 其他条件相同时，反应物浓度对反应速率的影响 5% 收集等体积氧气所需要的时间或相同时间内收集氧气的体积 【分析】锰结核矿进行选矿富集，然后加入稀硫酸和试剂甲，MnO2转化为Mn2+，随后通过电解法或者化学析出的方法得到MnO2。 【解析】（1）锰结核矿与试剂甲反应后生成＋2价锰离子，锰元素的化合价降低，被还原，则试剂甲具有还原性，故答案选B。 （2）电解硫酸锰溶液时，阳极发生氧化反应，+2价的锰离子被氧化成二氧化锰，电极反应式为：Mn2＋－2e－＋2H2O＝MnO2↓＋4H＋；普通锌锰干电池中锌作负极，负极的电极反应式为： 。 （3）生成0.10mol二氧化锰时，失去电子的物质的量为0.10 mol×2＝0.20mol，设还原产物中氯元素化合价为＋x，n(KClO3)＝0.2L×0.2mol·L-1＝0.04 mol，由电子守恒知，0.04 mol×(5－x)＝0.200 mol，解得x=0，故氯酸钾被还原后产物为氯气，则反应的离子反应方程式为：2＋5Mn2＋＋4H2O=5MnO2↓＋Cl2↑＋8H＋。 （4）实验室制氯气的残余物质溶液中含有Mn2+，可被氯气氧化为Mn2O3，反应的离子方程式为：2Mn2＋＋Cl2＋3H2O=Mn2O3↓＋6H＋＋2Cl－。 （5）①实验Ⅱ和Ⅲ的双氧水浓度不同，其它条件均相同，则通过实验对比来探究浓度对化学反应速率的影响，故答案为其他条件相同时，反应物浓度对反应速率的影响； ②实验Ⅰ和Ⅳ的对比实验是探究温度对化学反应速率的影响，则其它条件须控制相同，实验Ⅰ中双氧水的浓度为5%，故w＝5%；比较在不同条件下双氧水的分解速率，可通过测定收集等体积氧气所需要的时间或测定在相同时间内收集氧气的体积来比较不同条件下反应的快慢。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$