专题10 化学实验综合题(期中真题汇编,福建专用)高二化学上学期
2026-09-22
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内容正文:
专题11 化学实验综合题
1.(2025-2026高二上·福建省厦门第一中学·期中)及其盐都是重要的化工原料。
(1)实验室用和制备的化学方程式为 ;其制备的发生、气体收集和尾气处理装置依次为 (填编号)。
(2)将大小相同的两个圆底烧瓶A、B按图装置连接进行性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 。
②稳定后,关闭旋塞1,再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。
(3)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务通过测定溶液pH,探究温度对溶液中水解程度的影响。
②提出假设升高温度,水解程度增大,pH减小。
③设计实验、验证假设测定溶液在不同温度下的pH,记录数据如下表:
序号
测定温度/
溶液的pH
a
25
5.12
b
50
4.83
利用表中数据计算,时的水解常数 。
④实验改进加入对照实验,测量纯水的pH随温度的变化。记录数据如下表:
序号
测定温度/
纯水的pH
c
25
7.00
d
50
6.63
丙同学分析数据,由升高到,纯水的pH减小了0.37,而的pH只减小了0.29,故其推断的水解程度随温度升高而减小,你认同丙同学的推断吗? (填“认同”或“不认同”),为什么? 。
2.(2025-2026高二上·福建南平多校·期中)丙酮()碘化反应为。甲同学在20℃时研究了该反应的反应速率。甲同学在反应开始前加入淀粉溶液,通过观察淀粉溶液褪色的时间来判断反应速率的大小(初始时间均为0 s)。实验数据如表所示,其中i~iii混合溶液总体积均为100 mL。
实验
(丙酮)/mol
褪色时间/s
i
0.2
40
ii
0.1
80
iii
0.2
20
回答下列问题。
(1)实验i和实验ii中反应速率快的为实验 (填“i”或“ii”)。
(2)实验i中:
①淀粉的作用为 。
②起始时, 。
③该实验过程中,可观察到的现象为 。
(3)实验ii中:
①内, 。
②比较实验i和实验ii可知, 。
③反应结束后,丙酮的转化率为 %。
3.(2025-2026高二上·福建宁德五校联合体·期中)实验是化学研究的重要手段。
Ⅰ、用50 mL 0.55 盐酸与50 mL 0.50 溶液进行中和反应的反应热测定。
(1)按如图装置进行中和反应的反应热测定,图中还缺少的一种仪器是 ;实验时玻璃搅拌器的使用方法是 。
(2)测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则该过程放出的热量为 J(已知:,c和分别取和 ,忽略水以外各物质吸收的热量)。
(3)下列操作会导致实验结果出现偏差的是______(填字母标号)。
A. 实验装置保温、隔热效果差
B. 分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C. 用同一支温度计测定NaOH溶液和盐酸溶液的温度
D. 将 溶液取成了 溶液
Ⅱ、室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
(4)实验①中,0~2小时内平均反应速率 。
(5)其他条件相同时,适当增加纳米铁质量或适当减小初始pH,的去除效果越好。但是当初始pH太小时,的去除效果不一定越好,可能原因是 。
4.(2025-2026高二上·福建省厦门市同安第一中学·期中)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某实验小组利用KI与的氧化还原反应来研究反应的限度问题。设计实验如下:
(1)KI与溶液发生反应的离子方程式是 。
(2)步骤a的实验目的是通过萃取,降低溶液中 (填化学式)的浓度,实验I中滴加KSCN溶液后,观察到 ,这说明了“”反应存在限度。
(3)实验II中滴加KSCN溶液,观察到颜色比实验I浅。请用平衡移动原理解释其原因:在实验I基础上, 。
(4)为探究更多物质对该反应体系离子浓度的改变,甲同学设计了实验III,实验装置如下(固定装置图中未画出)。
实验步骤:取步骤a充分萃取后的液体混合物,再加入足量铁粉,于室温下进行磁力搅拌。反应结束后,用镊子取出磁子,然后将烧瓶内液体倒入试管中观察。
实验现象:搅拌时有气泡产生。试管中液体分层,上层液体为浅绿色,下层液体为无色。
①仪器a的名称为 。
②查阅资料:
资料i.碘水存在微弱反应:,会使溶液呈酸性。HIO不稳定易歧化:。
资料ii.具有氧化的能力:。
结合资料,甲同学认为铁粉加入后会与溶液中的反应,促使碘与水的反应向正方向移动,进而产生更多的氧化,但溶液颜色依然能维持浅绿色较长时间,原因是 。
5.(2025-2026高二上·福建宁德-11月·期中)某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素,进行如下探究实验:
实验I.将溶液(接近无色)和溶液等体积混合,得到红色溶液A。
(1)下列说法能够证明平衡存在的是 (填标号)。
a.取上述红色溶液A加热后,溶液颜色变深
b.取上述红色溶液A,加入固体KSCN后,溶液颜色变深
c.取上述红色溶液A,加入少量饱和溶液后,溶液颜色加深
实验II.将溶液(接近无色)和KSCN溶液混合,得到红色溶液B。
(2)取2 mL上述红色溶液B,加入5滴溶液,溶液红色 (填“变深”“变浅”或“不变”)。
(3)取2 mL上述红色溶液B,加入铁粉,溶液红色 (填“变深”“变浅”或“不变”),用平衡移动原理解释产生该现象的原因: 。
(4)取2 mL上述红色溶液B,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是 或者不参与离子反应的或对化学平衡产生了影响。
(5)为了确定KCl是否对化学平衡产生影响,学习小组同学进行如下探究:各取2 mL上述红色溶液B放入3支比色皿中,分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
由上述实验可以得到结论:KCl对的化学平衡有影响,且KCl浓度越大,影响 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(6)同学们在查阅资料时还发现,溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。小组同学为了探究盐效应对平衡体系的影响,进行了如下探究:各取2 mL上述红色溶液B,分别加入5滴①去离子水、②溶液、③溶液、④溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
上述实验能证明阳离子盐效应影响平衡体系的实验组是 (填标号),其中盐效应影响较大的阳离子是 。
A.实验①②③ B.实验①②④ C.实验①③④
6.(2025-2026高二上·福建省福州第三中学·期中)某研究小组对KI溶液与反应的速率进行实验探究。
Ⅰ.探究不同条件对反应速率的影响
操作
序号
温度
试剂A
现象
①
0℃
___________
4min左右溶液变为蓝色
②
20℃
0.1mol·L-1溶液
15min左右溶液变为蓝色
③
20℃
0.5mol·L-1溶液
1min左右溶液变为蓝色
④
20℃
蒸馏水
30min左右溶液变为蓝色
(1)证明KI被氧化的证据是 。
(2)为证明0℃~20℃时,温度越高速率越快,则实验①中试剂A为 。
(3)对比实验②③,可以得出的结论: 。
Ⅱ.进一步探究溶液pH对反应速率的影响
已知:ⅰ.常温溶液显中性,溶液显酸性,溶液显碱性。
ⅱ.时,能被氧化为。
ⅲ.碱性条件下,发生歧化反应:,pH越大,歧化速率越快。
小组同学用4支试管在装有的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号
⑤
⑥
⑦
⑧
试管中溶液的pH
8
9
10
11
放置10小时后的现象
溶液变为蓝色
溶液颜色无明显变化
(4)从化学反应速率的角度分析⑦和⑧中溶液颜色无明显变化的原因: 。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实的条件下确实可以发生被氧化为的反应,并发现比实验④更快。如图所示,请你填写试剂和实验现象。
①试剂1是1mol·L-1KI溶液,滴加1%淀粉溶液;试剂2是 。
②实验现象: 。
7.(2025-2026高二上·福建省福州第一中学-11月·期中)用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用:H2O2 + I= H2O + IO;H2O2 + IO= H2O + O2↑+ I。总反应的化学方程式是 。
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,②无KI加入。下列判断正确的是 (填字母)。
a.加入KI后改变了反应的路径
b.加入KI后改变了总反应的能量变化
c.H2O2 + I= H2O + IO是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
① 加CCl4并振荡、静置后还可观察到 ,说明有I2生成。
② 气泡明显减少的原因可能是:
ⅰ. H2O2浓度降低;
ⅱ. 。
以下对照实验说明ⅰ不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是 。
(4)资料4:I+ I I K= 640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10 mL 0.10 mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒
I
I
I
浓度/ (mol·L-1)
2.5×10-3
a
4.0×10-3
① a = 。
② 该平衡体系中除了含有I、I和I外,一定还含有其他含碘微粒,理由是 。
8.(2025-2026高二上·福建省福州第一中学-11月·期中)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.5 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 ;由图可知该装置有不妥之处,应如何改正 。
(2)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应的偏高,请你分析可能的原因是___________(填序号)。
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测NaOH溶液的温度
B. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C. 做本实验的当天室温较高
D. 将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1氨水
(3)将 mL 1.0 mol·L-1 HCl溶液和 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如图所示(实验中始终保持 mL)。通过分析图象可知,做该实验时环境温度 (填“高于”,“低于”或“等于”)22℃,该NaOH溶液的浓度约为 mol·L-1。
9.(2025-2026高二上·福建金沙高级中学·期中)Ⅰ.下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。
品名:一次性使用取暖片
成分:铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等
用法:使用之前将其真空包装外袋撕开,取出内袋,轻轻揉搓,贴在内衣外层。
注意事项:1.避免真空塑料包装袋被破坏,造成产品失效;
2.可持续10小时均匀放热。
当使用完后还会发现有铁锈(Fe2O3的结晶水合物)生成,依上述现象回答:
(1)“暖宝宝”使用之前用真空包装袋包装的目的是 ,放出的热量是利用铁和 反应放出热量。
(2)加入氯化钠的作用是 。
Ⅱ.如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:
(3)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写) 。
(4)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。
(5)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
Ⅲ.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(6)钢制品应接电源的 极(填正极或者负极),已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。
(7)若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 ,阳极电极反应式为 。
10.(2025-2026高二上·福建金沙高级中学·期中)某化学兴趣小组用如图装置探究反应Fe³++ I- →Fe2++ I2 的进行程度。
已知 :①a、b均为石墨电极;
②实验中使用的电流计有电流通过时,指针偏向正极;
③空气不影响该实验;
④Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。
(1)闭合开关,电流计指针偏向右边,此时电极 b 为 (填“正”或“负”)极,电极a的电极反应式为 。
(2)一段时间后,电流计指针回到原点。断开开关,取 1mLa极附近溶液于试管中,加入淀粉溶液,观察到混合溶液颜色变为 色;取1mLb 极附近溶液于试管中,滴加几滴 K3[Fe(CN)6]溶液, 可以观察到 。
(3)往U形管右侧溶液中加入0.5 gFeSO4粉末,充分溶解后,重新闭合开关,观察到指针偏向左边,此时电极b 为 (填“正”或“负”)极。闭合开关后,b极的电极反应式为 ;检验b极附近溶液中是否含有Fe3+,可以选用的试剂是 (填化学式)溶液。
(4)结合以上实验现象可知硫酸铁溶液和碘化钾溶液反应 (填“能”或“不能”)完全进行,其化学方程式为 。
11.(2025-2026高二上·福建省漳州市第一中学·期中)某化学兴趣小组通过以下实验探究加深对化学反应速率和化学反应限度的认识,并测定化学反应的平衡常数。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
【实验原理及方案】在酸性溶液中,碘酸钾()和亚硫酸钠可发生反应生成碘,加入指示剂后,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号
酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
溶液的体积/mL
蒸馏水的体积/mL
实验温度/℃
记录出现蓝色的时间/s
①
5
5
0
②
5
5
40
25
③
5
35
25
(1)上述表格中: mL, mL。
(2)酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为 。
(3)预测由小到大的顺序为 。
实验二:探究KI和的反应存在一定的限度
【实验步骤】i.向溶液中滴加5~6滴溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;ii.向甲中滴加,充分振荡;iii.向乙中滴加KSCN溶液。
(4)证明反应存在一定限度的实验现象是: 。
实验三:测定反应的平衡常数K。常温下,取2个碘量瓶分别加入下表中的试剂,振荡半小时。取一定体积的上层清液测定和的总浓度。(备注:与反应微弱忽略不计)
编号
250 mL碘量瓶①
250 mL碘量瓶②
试剂
0.5 g研细的碘溶液
0.5 g研细的碘
和的总浓度
(5)不能用普通锥形瓶代替碘量瓶的原因 。
(6)测定过程中,为了判断溶液中的是否完全反应,实验中需要向碘量瓶中加入 。
(7)解释配制碘水是将碘单质溶解在KI溶液中的原因 。
(8)碘量瓶①平衡体系中,与碘量瓶②中接近,平衡常数 (列出计算式即可,不要求计算出结果)。
12.(2025-2026高二上·福建师大附中·期中)实验室利用软锰矿(主要成分MnO2)和浓盐酸制取纯净干燥的氯气:
(1)发生装置为 (填标号),发生反应的化学方程式为 。
(2)某学习小组进行以下实验探究。
【实验任务】探究常温下饱和NaCl溶液抑制Cl2溶解的原因。
【理论分析】存在反应: 反应1
【提出猜想】猜想a:可抑制Cl2溶解。
猜想b:可抑制Cl2溶解。
【实验验证】
实验1 测定Cl2在不同浓度H2SO4、HCl溶液中的溶解度
实验
0.1
0.2
0.5
1.0
3.0
5.0
ⅰ
H2SO4
-
-
0.0627
0.0568
0.0435
0.0407
ⅱ
HCl
0.0634
0.0619
0.0630
0.0665
0.0824
0.1004
实验ⅰ的结果符合猜想a,实验ⅱ的结果说明还有其他因素会影响Cl2在水中的溶解度。
【交流讨论】查阅资料: 反应2
①饱和氯水中,, ,此时Cl2的溶解主要受反应1影响。
②在HCl溶液中,时,对Cl2溶解起 (填“促进”或“抑制”)作用;
时,随着浓度增大,Cl2溶解度增大的原因是 。
实验2 测定Cl2在不同浓度NaCl溶液中的溶解度
NaCl浓度
0.5
1.0
3.0
5.0
Cl2溶解度
0.0658
0.0580
0.0416
0.0360
③综合以上数据,对Cl2溶解的抑制效果: (填“>”或“<”)。
【实验结论】
④常温下饱和NaCl溶液抑制Cl2溶解的原因是 。
13.(2025-2026高二上·福建省永春第一中学-11月·期中)为验证是可逆反应,并探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学进行以下实验。
【实验I】
(1)待试管①溶液颜色不再改变时,再进行后续实验目的是 。
(2)③中出现的实验现象是 ,④中加入试剂b (填化学式)溶液后,溶液颜色变红。由③、④可得结论:在该条件下充分反应后,反应物与生成物仍能同时存在,即可说明该反应是可逆反应。
(3)⑤中出现的实验现象是 。请用化学平衡移动原理解释⑤中现象产生的原因是 。由此可得结论:若改变反应条件可以出现平衡移动现象,即可说明该反应是可逆反应。
【实验II】
(4)如图所示的原电池装置,a、b均为石墨电极。闭合开关K后,检流计指针向右偏转,b发生的电极反应式是 。
(5)随着时间进行检流计读数逐渐变小,最后读数变为零。然后向U型管左管中滴加少量0.01 mol∙L-1溶液,产生的现象是 。在该装置中,改变反应条件出现了平衡移动的现象,说明该反应是可逆反应。
(6)实验I中,还原性;而实验II中,还原性:。根据氧化还原反应的规律,得出的结论是 。
14.(2025-2026高二上·福建龙岩九校·期中)某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素。将溶液和溶液混合,得到红色溶液X。回答下列问题:
(1)实验室中,配制溶液和溶液,需使用的玻璃仪器,除烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管外,还有 。
(2)取2 mL溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝得到的溶液颜色变浅,原因是 (用离子方程式来表示)。
(3)取2 mL溶液X,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是:
① 对平衡产生了影响。
②不直接参与平衡体系的或对平衡产生了影响。
(4)各取2mL溶液X放入3支比色皿中,分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
开始得到红色溶液X时用较低浓度和KSCN溶液的原因是 。由上述实验可以得到结论:KCl对平衡有影响,且KCl溶液浓度越大,影响 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(5)取2 mL溶液X于试管中滴加5滴盐酸,溶液变浅,呈橙色。已知:(黄色)。为了进一步探究溶液颜色变化的原因,设计如下实验:
编号
操作
现象
①
取2 mL溶液X于试管中滴加5滴水
溶液颜色无明显变化
②
取2 mL溶液X于试管中滴加5滴溶液
溶液颜色变浅,呈橙色
实验①的目的是 。根据实验结果分析,溶液变为橙色与加入的 (填离子符号)有关。
15.(2025-2026高二上·福建省莆田第一中学·期中)亚硝酸钠()是一种无色无味的晶体,具有防腐和抗氧化作用,常用作食品添加剂,但在使用时必须严格控制其用量。为了测定某样品中的含量,某同学进行如下实验:
①称取样品,加水溶解,配成溶液;
②取溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液进行滴定,滴定结束后消耗标准溶液。
(1)在进行滴定操作时,溶液盛装在如图中的 (填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)用标准溶液滴定可分为如下几步,按实验操作先后顺序排序 (填字母)。
A.用标准溶液润洗滴定管2~3次
B.固定盛有标准溶液的滴定管,赶出尖嘴处气泡
C.用标准溶液滴定至终点,读数
D.取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上
E.调节液面至“0”刻度线或刻度线以下,读数
(3)滴定过程中的离子反应方程式为: ,滴定终点的现象为 。
(4)以下操作造成测定结果偏高的是___________。
A. 滴定管未用酸性标准溶液润洗
B. 锥形瓶未用待测液润洗
C. 盛装标准溶液的滴定管,滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
D. 盛装标准溶液的滴定管,滴定前平视,滴定后俯观读数
(5)测得该样品中的质量分数为 。(用含、的式子表示)
(6)电解法可以对含亚硝酸钠的污水进行处理(工作原理如下图)。通电后左极区产生浅绿色溶液,随后产生无色气体,写出其产生无色气体的化学反应式: 该电解装置所用的离子交换膜是 (填阳离子或阴离子)交换膜。
16.(2025-2026高二上·福建省厦门大学附属科技中学·期中)硝酸是中学常见的强酸,某化学兴趣小组设计实验探究硝酸的性质。
Ⅰ.往溶液中逐滴加入稀硝酸,随着反应的进行,溶液先变成棕色后逐渐变成棕黄色。对于棕色的形成原因,同学们提出猜想:
猜想1:溶液呈棕色可能是低浓度导致的。
猜想2:溶液呈棕色可能是(棕色)导致的。
猜想3:溶液呈棕色可能是溶解在溶液中导致的。
已知:(棕色)。
(1)溶液与稀硝酸生成和无色气体的离子方程式为 ;往反应后的溶液中滴加KSCN溶液,观察到溶液颜色变为 ,说明溶液中有。
(2)小组同学用如图所示装置进行实验,观察到石墨1上有无色气泡冒出,正极的电极反应式为 ,整个过程中未观察到石墨2附近溶液出现棕色,说明猜想 错误。
Ⅱ.某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温度下(实验时实际的环境温度)使铁钝化的硝酸的最低浓度。实验步骤如下:
①向两支具支试管中分别加入浓硝酸(质量分数为65%,密度为)。按下图组装好实验装置。
②将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中,观察到灵敏电流计指针先指向铜丝,但又迅速反转(只需1-2s)指向铁丝一端。
③用盛有蒸馏水的注射器向具支试管内加水,并注视电流计的指针偏转方向。在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止实验,记录此时已注入的水的体积(水的密度为)。重复三次实验获得的数据如下:
实验次数
实验温度(℃)
注入水的体积(mL)
1
17.2
2.4
2
2.5
3
2.3
(3)指针指向铁丝时,铁丝为 极(填“正”或“负”),未注水前正极的电极反应式为 。
(4) (填“>”,“<”或“=”)
(5)在本实验温度下,使铁钝化的硝酸最低浓度为 %(计算结果保留整数值);利用本实验数据判断,若以45%的硝酸进行实验(不再注水),则电流表的指针应指向 极(填“铁”或“铜”)。
17.(2025-2026高二上·福建省福州市福九联盟-11月·期中)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下表,(KMnO4溶液用稀硫酸酸化),实验装置如下图:
实验序号
A溶液
B溶液
a
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
b
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。
(3)若实验a在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下),则在2min内,()= mol·L-1•min−1(假设混合溶液体积为50mL)。
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率随时间的变化如图1所示,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:① ;② 。
(6)电解法可制备KMnO4,装置如图2所示:电解过程中,Cu极附近电解质溶液的pH (填“升高”“降低”或“不变”);请写出电极C的电极反应式 。
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专题11 化学实验综合题
1.【答案】(1)①
② ADF (2)①
产生白烟 ②
烧杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶中,且溶液变红 (3)①
②
不认同 ③
不能用的变化量来比较,应使用氢离子浓度的变化量来比较。纯水由升高到时,氢离子浓度增大了,而溶液中氢离子浓度增大了。由于,说明升高温度水解程度增大。
2.【答案】(1)i (2)① 作指示剂 ② ③ 溶液由蓝色变为无色 (3)① ② 其他条件相同时,丙酮浓度越大,反应速率越快 ③ 0.2
3.【答案】(1)① 温度计 ② 上下移动 (2) (3)ABC (4) (5)浓度太大,纳米铁与反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少
4.【答案】(1) (2)① ② 溶液颜色为血红色 (3)增大反应物的浓度后,并萃取碘单质,平衡正向移动,水溶液中浓度比实验I中浓度低 (4)① 球形冷凝管 ② 与反应生成的速率小于与足量铁粉反应生成的速率
5.【答案】(1)bc (2)变深 (3)① 变浅 ② 铁粉与反应使浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅 (4)溶液被稀释,颜色变浅 (5)越大 (6)① C ②
6.【答案】(1)溶液变蓝 (2)0.5mol·L-1溶液 (3)其他条件相同,越大,KI溶液被氧化成的反应速率越快 (4)试管⑦ 、⑧ 中,pH为10、11时,既发生的氧化反应,又发生的歧化反应,歧化速率大于氧化速率,因此溶液颜色无明显变化 (5)① 的KOH溶液 ② 电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(min)
7.【答案】① 2H2O2 = 2H2O+O2↑ ② a ③ 下层溶液呈紫红色 ④ 在水溶液中I2的浓度降低 ⑤ B试管中产生气泡速率没有明显减小 ⑥ 2.5×10-3 ⑦ 2c(I2) + c(I -) + 3c(I3-)<0.033 mol·L-1
8.【答案】(1)① 环形玻璃搅拌器 ② 小烧杯没有与大烧杯齐平,在大小烧杯间填满碎碎泡沫塑料使小烧杯口与大烧杯口相平 (2)ABD (3)① 低于 ② 1.5
9.【答案】(1)①
防止铁粉与空气中的氧气和水蒸气接触而发生反应导致失效 ②
氧气、水(或、) (2)
溶于水形成电解质溶液,与铁粉、碳粉构成原电池,加快铁的腐蚀(或加快反应速率) (3)①
乙 ②
乙 > 甲 > 丙 (4)
高 (5)
(6)①
负 ②
(7)①
(或氢气) ②
10.【答案】(1)① 正 ② (2)① 蓝 ② 生成蓝色沉淀 (3)① 负 ② ③ (4)① 不能 ②
11.【答案】(1)① 40 ② 10 (2) (3) (4)甲中溶液分层,下层溶液呈紫红色,乙中溶液变红 (5)使用锥形瓶易被空气中氧气氧化(或碘易升华) (6)淀粉溶液 (7)碘化钾溶液能与碘反应生成易溶于水的,提高碘的溶解量 (8)
12.【答案】(1)① a ② (2)① ② 抑制 ③ 此条件下Cl2的溶解主要受反应2的影响,增大该平衡正向移动 ④ > ⑤ 饱和NaCl溶液中对Cl2溶解的抑制效果大于对Cl2溶解的促进效果
13.【答案】(1)使实验I的反应达到化学平衡状态 (2)① 溶液变蓝 ② KSCN (3)① 棕黄色加深 ② 溶液中存在平衡,加入 KI溶液后,I-浓度增大,平衡正向移动 (4) (5)产生黄色沉淀,同时指针向左偏转 (6)反应是一个可逆的氧化还原反应,可以通过改变浓度的方式来影响物质的氧化性、还原性实现平衡的左右移动
14.【答案】(1)50 mL容量瓶 (2) (3)溶液被稀释,颜色变浅 (4)① 最初得到的浓度小,加入较浓的KCl溶液能观察到明显变化或最初浓度低时溶液颜色较浅,可减少对透射率测定结果的影响 ② 越大 (5)① 排除稀释使溶液颜色变化的干扰(或作空白对照试验) ②
15.【答案】(1)甲 (2)ADBEC (3)① ② 滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色 (4)AC (5) (6)① ② 阳离子交换膜
16.【答案】(1)① ② (血)红色 (2)① ② 1 (3)① 正 ② (4)= (5)① 48 ② 铜
17.【答案】(1)2 + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2+ + 10 CO2↑ + 8H2O (2)草酸浓度 (3)0.0002 (4)KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间 (5)① 该反应放热 ② 产物Mn2+是反应的催化剂 (6)① 升高 ② - e- =
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专题11 化学实验综合题
1.(2025-2026高二上·福建省厦门第一中学·期中)及其盐都是重要的化工原料。
(1)实验室用和制备的化学方程式为 ;其制备的发生、气体收集和尾气处理装置依次为 (填编号)。
(2)将大小相同的两个圆底烧瓶A、B按图装置连接进行性质实验。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 。
②稳定后,关闭旋塞1,再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。
(3)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务通过测定溶液pH,探究温度对溶液中水解程度的影响。
②提出假设升高温度,水解程度增大,pH减小。
③设计实验、验证假设测定溶液在不同温度下的pH,记录数据如下表:
序号
测定温度/
溶液的pH
a
25
5.12
b
50
4.83
利用表中数据计算,时的水解常数 。
④实验改进加入对照实验,测量纯水的pH随温度的变化。记录数据如下表:
序号
测定温度/
纯水的pH
c
25
7.00
d
50
6.63
丙同学分析数据,由升高到,纯水的pH减小了0.37,而的pH只减小了0.29,故其推断的水解程度随温度升高而减小,你认同丙同学的推断吗? (填“认同”或“不认同”),为什么? 。
【答案】(1)①
② ADF (2)①
产生白烟 ②
烧杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶中,且溶液变红 (3)①
②
不认同 ③
不能用的变化量来比较,应使用氢离子浓度的变化量来比较。纯水由升高到时,氢离子浓度增大了,而溶液中氢离子浓度增大了。由于,说明升高温度水解程度增大。
【解析】(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙固体加热制氨气,化学方程式为,属于固固加热型反应,对应发生装置选A;氨气密度比空气小,需用向下排空气法收集,D装置的进气管短、出气管长,符合向下排空气要求;氨气极易溶于水,尾气处理需要防倒吸,因此选F。
(2)①A瓶压强大于B瓶,打开旋塞1后,A中HCl气体进入B瓶,和发生反应,生成白色的固体小颗粒,因此B瓶出现白烟。
②反应后B瓶内压强急剧减小,关闭旋塞1再打开旋塞2后,外界大气压将烧杯中的石蕊溶液压入B瓶;B瓶中反应后剩余的HCl使溶液呈酸性,因此紫色石蕊溶液倒吸进入B瓶后变为红色。
(3)③水解反应为,水解常数。25℃时0.1 mol/L 溶液pH=5.12,因此,因水解程度极小,可近似认为、,代入得。
④丙的推断错误:温度升高时,不仅的水解平衡正向移动,水的电离平衡也会正向移动,纯水的本身就会增大、pH减小。判断水解程度的变化需要对比同温度下,溶液的超出纯水的幅度:25℃时,50℃时,氢离子增量明显变大,说明升温后水解程度是增大的。
2.(2025-2026高二上·福建南平多校·期中)丙酮()碘化反应为。甲同学在20℃时研究了该反应的反应速率。甲同学在反应开始前加入淀粉溶液,通过观察淀粉溶液褪色的时间来判断反应速率的大小(初始时间均为0 s)。实验数据如表所示,其中i~iii混合溶液总体积均为100 mL。
实验
(丙酮)/mol
褪色时间/s
i
0.2
40
ii
0.1
80
iii
0.2
20
回答下列问题。
(1)实验i和实验ii中反应速率快的为实验 (填“i”或“ii”)。
(2)实验i中:
①淀粉的作用为 。
②起始时, 。
③该实验过程中,可观察到的现象为 。
(3)实验ii中:
①内, 。
②比较实验i和实验ii可知, 。
③反应结束后,丙酮的转化率为 %。
【答案】(1)i (2)① 作指示剂 ② ③ 溶液由蓝色变为无色 (3)① ② 其他条件相同时,丙酮浓度越大,反应速率越快 ③ 0.2
【解析】该实验以丙酮碘化反应为研究对象,利用淀粉遇碘变蓝的特性,通过观察溶液褪色时间来表征反应速率的快慢,在控制溶液总体积均为 100mL 的条件下,分别设置三组实验,改变丙酮或碘的初始物质的量,对比褪色时间的差异;实验中淀粉作为指示剂,起始时与碘结合显蓝色,随着反应进行碘被消耗,溶液逐渐变为无色,通过计算碘的初始浓度、反应速率,并结合反应的化学计量比,分析丙酮浓度对反应速率的影响,同时计算得出实验中丙酮的转化率,以此探究反应物浓度与反应速率的关系。
(1)反应速率可以通过褪色时间判断,褪色时间越短,反应速率越快。实验i的褪色时间为40 s,实验ii为80 s,因此反应速率较快的是实验i;
(2)① 淀粉与碘()作用会显蓝色,实验中通过观察蓝色褪去的时间来判断反应进程,因此淀粉的作用是作指示剂;
② 溶液总体积为100 mL(0.1 L),,因此;
③ 反应开始时,淀粉遇碘显蓝色;随着反应进行,被消耗,浓度逐渐降低,因此可观察到溶液由蓝色逐渐变为无色;
(3)① 起始,80 s时褪色说明完全反应,浓度变为0,因此;
② 实验i和ii中,的初始浓度相同,丙酮浓度i是ii的2倍,褪色时间i(40 s)是ii(80 s)的一半,说明反应速率随丙酮浓度增大而加快,因此结论为:其他条件相同时,丙酮浓度越大,反应速率越快;
③ 反应的化学计量比为,实验ii中,因此消耗的丙酮为;初始丙酮物质的量为0.1 mol,因此转化率为。
3.(2025-2026高二上·福建宁德五校联合体·期中)实验是化学研究的重要手段。
Ⅰ、用50 mL 0.55 盐酸与50 mL 0.50 溶液进行中和反应的反应热测定。
(1)按如图装置进行中和反应的反应热测定,图中还缺少的一种仪器是 ;实验时玻璃搅拌器的使用方法是 。
(2)测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、,则该过程放出的热量为 J(已知:,c和分别取和 ,忽略水以外各物质吸收的热量)。
(3)下列操作会导致实验结果出现偏差的是______(填字母标号)。
A. 实验装置保温、隔热效果差
B. 分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C. 用同一支温度计测定NaOH溶液和盐酸溶液的温度
D. 将 溶液取成了 溶液
Ⅱ、室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
(4)实验①中,0~2小时内平均反应速率 。
(5)其他条件相同时,适当增加纳米铁质量或适当减小初始pH,的去除效果越好。但是当初始pH太小时,的去除效果不一定越好,可能原因是 。
【答案】(1)① 温度计 ② 上下移动 (2) (3)ABC (4) (5)浓度太大,纳米铁与反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少
【解析】用50 mL 0.55 mol⋅L−1盐酸与50 mL 0.50 mol⋅L−1 NaOH溶液进行中和反应的反应热测定,根据公式:计算放出的热量,再根据公式计算其中和热,据此分析回答。
(1)按如图装置进行中和反应的反应热测定,图中还缺少温度计;实验时玻璃搅拌器的使用方法为:上下移动;
(2)测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,根据公式:,则该过程放出的热量为;
(3)A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量散失,测量结果偏小,A符合题意;
B.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,会导致热量散失,测量结果偏小,B符合题意;
C.用同一支温度计测定NaOH溶液和盐酸溶液的温度温度计上残留NaOH溶液或盐酸溶液,使溶液初始温度偏高,偏小,则导致测量结果偏小,C符合题意;
D.将50 mL 0.50 mol⋅L−1 NaOH溶液取成了50 mL 0.50 mol⋅L−1 KOH溶液,氢氧化钠和氢氧化钾都是强碱,等物质的量的氢氧根离子和氢离子反应放出的热量相同,不会产生误差,D不符合题意;
故选ABC;
(4)实验① 中,0~2小时内,,则其平均反应速率为:;
(5)当初始pH太小时,氢离子浓度大,纳米铁与氢离子反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,所以的去除效果不一定越好。
4.(2025-2026高二上·福建省厦门市同安第一中学·期中)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某实验小组利用KI与的氧化还原反应来研究反应的限度问题。设计实验如下:
(1)KI与溶液发生反应的离子方程式是 。
(2)步骤a的实验目的是通过萃取,降低溶液中 (填化学式)的浓度,实验I中滴加KSCN溶液后,观察到 ,这说明了“”反应存在限度。
(3)实验II中滴加KSCN溶液,观察到颜色比实验I浅。请用平衡移动原理解释其原因:在实验I基础上, 。
(4)为探究更多物质对该反应体系离子浓度的改变,甲同学设计了实验III,实验装置如下(固定装置图中未画出)。
实验步骤:取步骤a充分萃取后的液体混合物,再加入足量铁粉,于室温下进行磁力搅拌。反应结束后,用镊子取出磁子,然后将烧瓶内液体倒入试管中观察。
实验现象:搅拌时有气泡产生。试管中液体分层,上层液体为浅绿色,下层液体为无色。
①仪器a的名称为 。
②查阅资料:
资料i.碘水存在微弱反应:,会使溶液呈酸性。HIO不稳定易歧化:。
资料ii.具有氧化的能力:。
结合资料,甲同学认为铁粉加入后会与溶液中的反应,促使碘与水的反应向正方向移动,进而产生更多的氧化,但溶液颜色依然能维持浅绿色较长时间,原因是 。
【答案】(1) (2)① ② 溶液颜色为血红色 (3)增大反应物的浓度后,并萃取碘单质,平衡正向移动,水溶液中浓度比实验I中浓度低 (4)① 球形冷凝管 ② 与反应生成的速率小于与足量铁粉反应生成的速率
【解析】根据题中所给的浓度与体积可知,三价铁离子与碘离子为等物质的量,根据反应可知等物质的量的三价铁和碘离子发生氧化还原反应生成二价铁和碘单质,若是反应存在限度,则体系中仍会有三价铁离子和碘离子,步骤a中加入四氯化碳进行萃取,碘单质进入有机层,其他可溶于水的物质进入无机层,经过步骤b分液后,留下无机层,实验Ⅰ中加入KSCN溶液检验三价铁离子的存在,实验Ⅱ中加入碘离子促使产生碘单质,后续再检验三价铁离子。
(1)KI与溶液发生反应生成碘单质和硫酸亚铁,反应的离子方程式是;
(2)根据分析可知步骤a的实验目的是通过萃取,降低溶液中碘单质的浓度;实验Ⅰ中滴加KSCN溶液后,观察到溶液颜色为红色,说明反应存在限度;
(3)实验Ⅱ中滴加KSCN溶液,观察到颜色比实验Ⅰ浅。用平衡移动原理解释其原因:在实验Ⅰ基础上,增大反应物的浓度后,并萃取碘单质,平衡正向移动,水溶液中浓度比实验I中浓度低;
(4)① 仪器a的名称为球形冷凝管;
② 根据所给信息分析可知,最终溶液颜色为浅绿色的原因为与反应生成的速率小于与足量铁粉反应生成的速率。
5.(2025-2026高二上·福建宁德-11月·期中)某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素,进行如下探究实验:
实验I.将溶液(接近无色)和溶液等体积混合,得到红色溶液A。
(1)下列说法能够证明平衡存在的是 (填标号)。
a.取上述红色溶液A加热后,溶液颜色变深
b.取上述红色溶液A,加入固体KSCN后,溶液颜色变深
c.取上述红色溶液A,加入少量饱和溶液后,溶液颜色加深
实验II.将溶液(接近无色)和KSCN溶液混合,得到红色溶液B。
(2)取2 mL上述红色溶液B,加入5滴溶液,溶液红色 (填“变深”“变浅”或“不变”)。
(3)取2 mL上述红色溶液B,加入铁粉,溶液红色 (填“变深”“变浅”或“不变”),用平衡移动原理解释产生该现象的原因: 。
(4)取2 mL上述红色溶液B,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是 或者不参与离子反应的或对化学平衡产生了影响。
(5)为了确定KCl是否对化学平衡产生影响,学习小组同学进行如下探究:各取2 mL上述红色溶液B放入3支比色皿中,分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
由上述实验可以得到结论:KCl对的化学平衡有影响,且KCl浓度越大,影响 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(6)同学们在查阅资料时还发现,溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。小组同学为了探究盐效应对平衡体系的影响,进行了如下探究:各取2 mL上述红色溶液B,分别加入5滴①去离子水、②溶液、③溶液、④溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
上述实验能证明阳离子盐效应影响平衡体系的实验组是 (填标号),其中盐效应影响较大的阳离子是 。
A.实验①②③ B.实验①②④ C.实验①③④
【答案】(1)bc (2)变深 (3)① 变浅 ② 铁粉与反应使浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅 (4)溶液被稀释,颜色变浅 (5)越大 (6)① C ②
【解析】将溶液和溶液混合,得到红色溶液B,则溶液B为0.0025mol/LFe(SCN)3溶液,分别取2mL0.0025mol/LFe(SCN)3溶液,加入5滴溶液或铁粉,探究、、、等离子的浓度对化学平衡;
(1)a.加热后溶液颜色变深,与ΔH<0矛盾,不能用来证明该平衡的存在,a错误;
b.加入固体KSCN,SCN⁻浓度增大,平衡正向移动,溶液颜色变深,能证明平衡存在,b正确;
c.加入少量饱和FeCl3溶液,Fe3+浓度增大,平衡正向移动,溶液颜色加深能证明平衡存在,c正确;
(2)溶液B中本就含有一定量的Fe3+与SCN⁻,再加入KSCN相当于增大SCN⁻浓度,平衡向生成Fe(SCN)3方向移动,红色会“变深”;
(3)铁粉与反应使浓度减小,平衡逆向移动,溶液颜色变浅;
(4)2 mL上述红色溶液B,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是溶液被稀释,颜色变浅;
(5)从图中可知,KCl的浓度越高,透射率提升(颜色变浅)越明显,说明对平衡的影响“越大”;
(6)要证明“阳离子盐效应”对平衡的影响,就需比较相同阴离子而不同阳离子的效果,故选取去离子水(①)作对照,再分别用0.3 mol·L⁻¹ KCl(③)与0.3 mol·L⁻¹ NaCl(④)比较即可,选项C(① ③ ④)能体现不同阳离子的盐效应。由图可见Na⁺对平衡的影响更大。
本题主要考查探究影响化学平衡的因素,通过实验现象分析平衡的存在及移动情况等,较为基础。
6.(2025-2026高二上·福建省福州第三中学·期中)某研究小组对KI溶液与反应的速率进行实验探究。
Ⅰ.探究不同条件对反应速率的影响
操作
序号
温度
试剂A
现象
①
0℃
___________
4min左右溶液变为蓝色
②
20℃
0.1mol·L-1溶液
15min左右溶液变为蓝色
③
20℃
0.5mol·L-1溶液
1min左右溶液变为蓝色
④
20℃
蒸馏水
30min左右溶液变为蓝色
(1)证明KI被氧化的证据是 。
(2)为证明0℃~20℃时,温度越高速率越快,则实验①中试剂A为 。
(3)对比实验②③,可以得出的结论: 。
Ⅱ.进一步探究溶液pH对反应速率的影响
已知:ⅰ.常温溶液显中性,溶液显酸性,溶液显碱性。
ⅱ.时,能被氧化为。
ⅲ.碱性条件下,发生歧化反应:,pH越大,歧化速率越快。
小组同学用4支试管在装有的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号
⑤
⑥
⑦
⑧
试管中溶液的pH
8
9
10
11
放置10小时后的现象
溶液变为蓝色
溶液颜色无明显变化
(4)从化学反应速率的角度分析⑦和⑧中溶液颜色无明显变化的原因: 。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实的条件下确实可以发生被氧化为的反应,并发现比实验④更快。如图所示,请你填写试剂和实验现象。
①试剂1是1mol·L-1KI溶液,滴加1%淀粉溶液;试剂2是 。
②实验现象: 。
【答案】(1)溶液变蓝 (2)0.5mol·L-1溶液 (3)其他条件相同,越大,KI溶液被氧化成的反应速率越快 (4)试管⑦ 、⑧ 中,pH为10、11时,既发生的氧化反应,又发生的歧化反应,歧化速率大于氧化速率,因此溶液颜色无明显变化 (5)① 的KOH溶液 ② 电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(min)
【解析】KI溶液与O2反应时,碘离子被氧化成碘单质,对反应的速率进行实验探究时应控制变量。
(1)由分析可知,证明KI被氧化就检验碘单质的生成,淀粉遇碘单质变蓝。
(2)为证明0℃~20℃时,温度越高速率越快,实验中速率比①更快的只有③,故试剂A为0.5mol·L-1溶液;
(3)实验② ③只改变了硫酸的浓度,实验②的反应速率小于③,则结论为其他条件相同,c(H2SO4)越大,KI溶液被O2氧化成I2的反应速率越快;
(4)试管⑦、⑧中,pH为10、11时,既发生I-的氧化反应,又发生I2的歧化反应,歧化速率大于氧化速率,因此溶液颜色无明显变化;
(5)① I-和O2发生的反应中,I-发生失电子的氧化反应,O2发生得电子的还原反应,因此,试剂1为1mol·L-1KI溶液,滴加1%淀粉溶液;试剂2为pH=10的KOH溶液;
②I-和O2发生的反应中,I-发生失电子的氧化反应生成碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,故实验现象为电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(t<30min)。
7.(2025-2026高二上·福建省福州第一中学-11月·期中)用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用:H2O2 + I= H2O + IO;H2O2 + IO= H2O + O2↑+ I。总反应的化学方程式是 。
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,②无KI加入。下列判断正确的是 (填字母)。
a.加入KI后改变了反应的路径
b.加入KI后改变了总反应的能量变化
c.H2O2 + I= H2O + IO是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
① 加CCl4并振荡、静置后还可观察到 ,说明有I2生成。
② 气泡明显减少的原因可能是:
ⅰ. H2O2浓度降低;
ⅱ. 。
以下对照实验说明ⅰ不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是 。
(4)资料4:I+ I I K= 640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10 mL 0.10 mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒
I
I
I
浓度/ (mol·L-1)
2.5×10-3
a
4.0×10-3
① a = 。
② 该平衡体系中除了含有I、I和I外,一定还含有其他含碘微粒,理由是 。
【答案】① 2H2O2 = 2H2O+O2↑ ② a ③ 下层溶液呈紫红色 ④ 在水溶液中I2的浓度降低 ⑤ B试管中产生气泡速率没有明显减小 ⑥ 2.5×10-3 ⑦ 2c(I2) + c(I -) + 3c(I3-)<0.033 mol·L-1
【解析】(1)将两个反应叠加;
(2)起催化剂作用;
(3)① 四氯化碳萃取碘;
② 气泡明显减少的原因也可能是碘的浓度降低;做对比实验;
(4)① 根据平衡常数进行计算;
② 根据元素守恒判断。
【解析】(1)将两个反应叠加得到:,
故答案为:;
(2)a.起催化剂作用,加入催化剂改变了反应历程,从而降低活化能,a正确;
b.根据盖斯定律,总反应的能量变化不变,b错误;
c.是前半段反应,根据图象该反应是吸热反应,c错误;
答案选a。
(3)① 碘易溶于四氯化碳,且四氯化碳密度大于水,与水分层在下层, 碘进入下层的四氯化碳中显紫红色,
故答案为:下层溶液呈紫红色;
② 气泡明显减少的原因也可能是碘的浓度降低;做对比实验,ⅰ不是主要原因,则说明不加四氯化碳反应速率变化不大,
故答案为:在水溶液中I2的浓度降低;B试管中产生气泡速率没有明显减小;
(4)①根据平衡常数进行计算,,解得a= 2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
② 根据元素守恒判断, 与 对比,
故答案为: 。
8.(2025-2026高二上·福建省福州第一中学-11月·期中)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.5 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 ;由图可知该装置有不妥之处,应如何改正 。
(2)该同学做实验时有些操作不规范,造成测得中和反应的偏高,请你分析可能的原因是___________(填序号)。
A. 测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,然后去测NaOH溶液的温度
B. 把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C. 做本实验的当天室温较高
D. 将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1氨水
(3)将 mL 1.0 mol·L-1 HCl溶液和 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如图所示(实验中始终保持 mL)。通过分析图象可知,做该实验时环境温度 (填“高于”,“低于”或“等于”)22℃,该NaOH溶液的浓度约为 mol·L-1。
【答案】(1)① 环形玻璃搅拌器 ② 小烧杯没有与大烧杯齐平,在大小烧杯间填满碎碎泡沫塑料使小烧杯口与大烧杯口相平 (2)ABD (3)① 低于 ② 1.5
【解析】(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌器,装置中小烧杯口与大烧杯口不相平,应填满碎泡沫塑料使小烧杯口与大烧杯口相平,防止热量损失;
(2)A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,会发生酸和碱的中和,导致NaOH溶液起始温度升高,造成测得中和热的数值偏小,则偏高,A正确;
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,会导致一部分能量的散失,实验测得中和热的数值偏小,则偏高,B正确;
C.做本实验的室温和反应热的数据之间无关,C错误;
D.将50 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液错取成了50 mL 0.55 mol·L-1氨水,由于氨水是弱碱,碱的电离是吸热的过程,所以导致实验测得中和热的数值偏小,则偏高,D正确;
故答案选ABD;
(3)由于酸碱中和反应是放热反应,放出的热量使溶液温度升高,从图形起点可知:5 mLHCl溶液和45 mLNaOH溶液反应放热后的温度已经是22℃,则溶液混合前的实验环境温度一定低于22℃;当酸碱恰好反应时,放出的热量最高,从图示可知V1=30 mL,V2=50 mL-30 mL=20 mL,。
9.(2025-2026高二上·福建金沙高级中学·期中)Ⅰ.下列是冬季使用的某一“暖宝宝”贴的标签。
品名:一次性使用取暖片
成分:铁粉、活性炭、水、木粉、食盐等
用法:使用之前将其真空包装外袋撕开,取出内袋,轻轻揉搓,贴在内衣外层。
注意事项:1.避免真空塑料包装袋被破坏,造成产品失效;
2.可持续10小时均匀放热。
当使用完后还会发现有铁锈(Fe2O3的结晶水合物)生成,依上述现象回答:
(1)“暖宝宝”使用之前用真空包装袋包装的目的是 ,放出的热量是利用铁和 反应放出热量。
(2)加入氯化钠的作用是 。
Ⅱ.如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:
(3)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写) 。
(4)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。
(5)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
Ⅲ.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(6)钢制品应接电源的 极(填正极或者负极),已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。
(7)若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 ,阳极电极反应式为 。
【答案】(1)①
防止铁粉与空气中的氧气和水蒸气接触而发生反应导致失效 ②
氧气、水(或、) (2)
溶于水形成电解质溶液,与铁粉、碳粉构成原电池,加快铁的腐蚀(或加快反应速率) (3)①
乙 ②
乙 > 甲 > 丙 (4)
高 (5)
(6)①
负 ②
(7)①
(或氢气) ②
【解析】(1)暖宝宝的放热原理是铁发生氧化反应放热,真空包装可以隔绝体系外的和,避免铁粉提前反应导致产品失效;铁最终生成铁锈,是铁与氧气、水共同发生氧化反应释放热量。
(2)氯化钠是强电解质,在水溶液中完全电离出自由移动的离子,能够增强水相的导电性,促进铁形成原电池,加快吸氧腐蚀的速率。
(3)甲中只有铁粉,发生普通的化学腐蚀,吸氧耗氧速率慢;乙中铁粉和炭粉直接接触,在NaCl电解质环境下形成大量微原电池,吸氧腐蚀速率最快,试管内消耗氧气更多,压强下降幅度最大,导管液面最高;丙中用乙醇润湿,乙醇为非电解质,无法形成原电池,铁的腐蚀速率最慢。因此腐蚀速率乙>甲>丙。
(4)甲中只有铁粉(碳含量低),乙中铁粉混有炭粉(碳含量高),乙的腐蚀速率更快,说明钢铁中碳的含量越高,越易形成微原电池,腐蚀速率越快。
(5)乙装置中发生吸氧腐蚀,正极上得到电子,和水结合生成,对应正极反应式:。
(6)电镀时,待镀制品(钢制品)作阴极,连接电源负极;题目说明电镀过程不产生其他离子、有机阳离子不参与反应,阴极上得电子生成Al,同时生成体系原本就存在的,配平得到对应电极反应式:。
(7)若使用水溶液,水溶液中(来自水的电离)的得电子能力远强于,因此阴极是得电子生成;电镀时阳极为镀层金属铝,Al失电子生成,对应阳极反应式为。
10.(2025-2026高二上·福建金沙高级中学·期中)某化学兴趣小组用如图装置探究反应Fe³++ I- →Fe2++ I2 的进行程度。
已知 :①a、b均为石墨电极;
②实验中使用的电流计有电流通过时,指针偏向正极;
③空气不影响该实验;
④Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀。
(1)闭合开关,电流计指针偏向右边,此时电极 b 为 (填“正”或“负”)极,电极a的电极反应式为 。
(2)一段时间后,电流计指针回到原点。断开开关,取 1mLa极附近溶液于试管中,加入淀粉溶液,观察到混合溶液颜色变为 色;取1mLb 极附近溶液于试管中,滴加几滴 K3[Fe(CN)6]溶液, 可以观察到 。
(3)往U形管右侧溶液中加入0.5 gFeSO4粉末,充分溶解后,重新闭合开关,观察到指针偏向左边,此时电极b 为 (填“正”或“负”)极。闭合开关后,b极的电极反应式为 ;检验b极附近溶液中是否含有Fe3+,可以选用的试剂是 (填化学式)溶液。
(4)结合以上实验现象可知硫酸铁溶液和碘化钾溶液反应 (填“能”或“不能”)完全进行,其化学方程式为 。
【答案】(1)① 正 ② (2)① 蓝 ② 生成蓝色沉淀 (3)① 负 ② ③ (4)① 不能 ②
【解析】本实验利用原电池装置探究氧化还原反应 的限度。初始状态下,左侧KI溶液中 失电子作负极,右侧 溶液中 得电子作正极。当电流计指针归零时,说明反应达到化学平衡状态。随后在右侧加入 增大生成物浓度,平衡逆向移动,原电池的正负极发生反转,从而证明该反应为可逆反应,不能进行到底。
(1)已知电流计指针偏向正极,闭合开关时指针偏向右边,说明右侧的电极b为正极。左侧的电极a为负极, 在负极失去电子发生氧化反应,电极反应式为 ;
(2)一段时间后电流计指针回到原点,说明反应达到平衡。a极附近生成了碘单质,加入淀粉溶液后混合液变蓝色;b极附近 被还原生成了 ,根据已知信息,加入 溶液会观察到有蓝色沉淀产生;
(3)在右侧加入 粉末后,右侧 浓度增大,平衡逆向移动,此时指针偏向左边,说明左边a极变为正极,右边b极变为负极。b极上 失去电子发生氧化反应,电极反应式为 。检验生成的 通常选用溶液,若溶液变红则说明含有 ;
(4)通过改变物质浓度能使电流计指针反转,说明该反应既能正向进行也能逆向进行,属于可逆反应,因此硫酸铁溶液和碘化钾溶液的反应不能完全进行。其反应的化学方程式需使用可逆符号,即 。
11.(2025-2026高二上·福建省漳州市第一中学·期中)某化学兴趣小组通过以下实验探究加深对化学反应速率和化学反应限度的认识,并测定化学反应的平衡常数。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
【实验原理及方案】在酸性溶液中,碘酸钾()和亚硫酸钠可发生反应生成碘,加入指示剂后,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号
酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
溶液的体积/mL
蒸馏水的体积/mL
实验温度/℃
记录出现蓝色的时间/s
①
5
5
0
②
5
5
40
25
③
5
35
25
(1)上述表格中: mL, mL。
(2)酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为 。
(3)预测由小到大的顺序为 。
实验二:探究KI和的反应存在一定的限度
【实验步骤】i.向溶液中滴加5~6滴溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;ii.向甲中滴加,充分振荡;iii.向乙中滴加KSCN溶液。
(4)证明反应存在一定限度的实验现象是: 。
实验三:测定反应的平衡常数K。常温下,取2个碘量瓶分别加入下表中的试剂,振荡半小时。取一定体积的上层清液测定和的总浓度。(备注:与反应微弱忽略不计)
编号
250 mL碘量瓶①
250 mL碘量瓶②
试剂
0.5 g研细的碘溶液
0.5 g研细的碘
和的总浓度
(5)不能用普通锥形瓶代替碘量瓶的原因 。
(6)测定过程中,为了判断溶液中的是否完全反应,实验中需要向碘量瓶中加入 。
(7)解释配制碘水是将碘单质溶解在KI溶液中的原因 。
(8)碘量瓶①平衡体系中,与碘量瓶②中接近,平衡常数 (列出计算式即可,不要求计算出结果)。
【答案】(1)① 40 ② 10 (2) (3) (4)甲中溶液分层,下层溶液呈紫红色,乙中溶液变红 (5)使用锥形瓶易被空气中氧气氧化(或碘易升华) (6)淀粉溶液 (7)碘化钾溶液能与碘反应生成易溶于水的,提高碘的溶解量 (8)
【解析】实验一:利用酸性溶液中碘酸钾和亚硫酸钠反应探究温度和浓度对反应速率的影响,反应为,出现蓝色时间越短,反应速率越快;实验二:研究反应存在一定的限度,证明反应生成了和溶液中仍有未反应的,说明该反应不能进行完全,存在反应限度;实验三:通过测定和的总浓度计算出平衡时各物质的浓度,进而计算反应的平衡常数K。
(1)探究实验需控制总体积相同,保证除探究变量外其余物质浓度一致。实验① 和② 探究温度对速率的影响,总体积需与实验② 的相等,因此;实验② 和③ 探究浓度对速率的影响,总体积同样为,因此。
(2)酸性条件下作为氧化剂被还原为,作为还原剂被氧化为,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该离子方程式:。
(3)反应速率越快,出现蓝色的时间越短。实验③ 温度为25℃、浓度比实验② 大,速率最快,最小;实验② 温度为25℃,实验① 温度为0℃,其余条件相同,实验② 速率比实验① 快,因此时间顺序为。
(4)本实验中过量,若反应无限度则应完全被还原为。通过加入四氯化碳后溶液分层,下层为紫红色现象,证明充分反应后生成了,通过加入KSCN后溶液变为红色证明充分反应后溶液中仍存在,以此证明反应存在一定限度。
(5)易升华,易被空气中氧气氧化,敞口的普通锥形瓶无法阻止碘单质挥发,被空气氧化,碘量瓶的磨口玻璃塞可实现密封,避免碘损失。
(6)淀粉遇变蓝,若蓝色完全褪去则证明已完全反应,可通过淀粉的显色现象直观判断反应终点。
(7)利用题给平衡,加入过量促进平衡正向移动,提升碘的溶解量。
(8)根据题意,碘量瓶② 中仅存在溶解的,其总浓度就是游离的浓度,即。碘量瓶① 中和总浓度为,因此;初始浓度为,结合生成消耗的,平衡时。平衡常数表达式为,代入数值即得。
12.(2025-2026高二上·福建师大附中·期中)实验室利用软锰矿(主要成分MnO2)和浓盐酸制取纯净干燥的氯气:
(1)发生装置为 (填标号),发生反应的化学方程式为 。
(2)某学习小组进行以下实验探究。
【实验任务】探究常温下饱和NaCl溶液抑制Cl2溶解的原因。
【理论分析】存在反应: 反应1
【提出猜想】猜想a:可抑制Cl2溶解。
猜想b:可抑制Cl2溶解。
【实验验证】
实验1 测定Cl2在不同浓度H2SO4、HCl溶液中的溶解度
实验
0.1
0.2
0.5
1.0
3.0
5.0
ⅰ
H2SO4
-
-
0.0627
0.0568
0.0435
0.0407
ⅱ
HCl
0.0634
0.0619
0.0630
0.0665
0.0824
0.1004
实验ⅰ的结果符合猜想a,实验ⅱ的结果说明还有其他因素会影响Cl2在水中的溶解度。
【交流讨论】查阅资料: 反应2
①饱和氯水中,, ,此时Cl2的溶解主要受反应1影响。
②在HCl溶液中,时,对Cl2溶解起 (填“促进”或“抑制”)作用;
时,随着浓度增大,Cl2溶解度增大的原因是 。
实验2 测定Cl2在不同浓度NaCl溶液中的溶解度
NaCl浓度
0.5
1.0
3.0
5.0
Cl2溶解度
0.0658
0.0580
0.0416
0.0360
③综合以上数据,对Cl2溶解的抑制效果: (填“>”或“<”)。
【实验结论】
④常温下饱和NaCl溶液抑制Cl2溶解的原因是 。
【答案】(1)① a ② (2)① ② 抑制 ③ 此条件下Cl2的溶解主要受反应2的影响,增大该平衡正向移动 ④ > ⑤ 饱和NaCl溶液中对Cl2溶解的抑制效果大于对Cl2溶解的促进效果
【解析】(1)装置A中MnO2和浓盐酸在加热的条件下发生反应生成氯气,可以使用装置a,发生反应的化学方程式为: 。
(2)①饱和氯水中,,则;②图表数据可知,在HCl溶液中,时,反应以为主,对Cl2溶解起抑制作用,当时,此条件下Cl2的溶解主要反应以为主,增大该平衡正向移动,Cl2溶解度增大;③综合以上数据分析可知,相同浓度下,Cl2在NaCl溶液中的溶解度比在HCl溶液中的小,对Cl2溶解的抑制效果:,证据是相同浓度下,Cl2在NaCl溶液中的溶解度比在HCl溶液中的小;④常温下饱和NaCl溶液抑制Cl2溶解的原因是:饱和NaCl溶液中对Cl2溶解的抑制效果大于对Cl2溶解的促进效果。
13.(2025-2026高二上·福建省永春第一中学-11月·期中)为验证是可逆反应,并探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学进行以下实验。
【实验I】
(1)待试管①溶液颜色不再改变时,再进行后续实验目的是 。
(2)③中出现的实验现象是 ,④中加入试剂b (填化学式)溶液后,溶液颜色变红。由③、④可得结论:在该条件下充分反应后,反应物与生成物仍能同时存在,即可说明该反应是可逆反应。
(3)⑤中出现的实验现象是 。请用化学平衡移动原理解释⑤中现象产生的原因是 。由此可得结论:若改变反应条件可以出现平衡移动现象,即可说明该反应是可逆反应。
【实验II】
(4)如图所示的原电池装置,a、b均为石墨电极。闭合开关K后,检流计指针向右偏转,b发生的电极反应式是 。
(5)随着时间进行检流计读数逐渐变小,最后读数变为零。然后向U型管左管中滴加少量0.01 mol∙L-1溶液,产生的现象是 。在该装置中,改变反应条件出现了平衡移动的现象,说明该反应是可逆反应。
(6)实验I中,还原性;而实验II中,还原性:。根据氧化还原反应的规律,得出的结论是 。
【答案】(1)使实验I的反应达到化学平衡状态 (2)① 溶液变蓝 ② KSCN (3)① 棕黄色加深 ② 溶液中存在平衡,加入 KI溶液后,I-浓度增大,平衡正向移动 (4) (5)产生黄色沉淀,同时指针向左偏转 (6)反应是一个可逆的氧化还原反应,可以通过改变浓度的方式来影响物质的氧化性、还原性实现平衡的左右移动
【解析】由题意可知,该实验的实验目的是验证溶液中铁离子与碘离子的反应为可逆反应,并探究化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系。
(1)待试管① 溶液颜色不再改变时,再进行后续实验目的是使实验I的反应达到化学平衡状态,便于改变条件探究该反应是否属于可逆反应;
(2)③ 中加入淀粉溶液,溶液变蓝色说明溶液中铁离子与碘离子反应生成单质碘,④ 中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色说明溶液中存在铁离子,实验说明溶液中等物质的量的铁离子与碘离子充分反应后,反应物与生成物仍能同时存在,证明该反应是可逆反应;
(3)⑤ 中加入1 mol/L碘化钾溶液后,溶液棕黄色加深说明增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,证明该反应是可逆反应;
(4)闭合开关K后,检流计指针向右偏转,说明右侧石墨电极为正极,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,电极反应式为:;
(5)随着时间进行检流计读数逐渐变小,最后读数变为零说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,向U型管左管中滴加0.01 mol/L硝酸银溶液,溶液中的碘离子与银离子反应生成碘化银黄色沉淀,检流计指针向左偏转,说明溶液中碘离子浓度减小,平衡向逆反应方向移动,证明该反应是可逆反应;
(6)实验I和实验II所得实验结论不同,说明溶液中铁离子与碘离子的反应为可逆反应,通过改变反应物浓度的方式来影响物质的氧化性、还原性,实现平衡的左右移动。
14.(2025-2026高二上·福建龙岩九校·期中)某学习小组欲利用平衡体系探究影响化学平衡的因素。将溶液和溶液混合,得到红色溶液X。回答下列问题:
(1)实验室中,配制溶液和溶液,需使用的玻璃仪器,除烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管外,还有 。
(2)取2 mL溶液X,插入经砂纸打磨过的铁丝得到的溶液颜色变浅,原因是 (用离子方程式来表示)。
(3)取2 mL溶液X,加入5滴溶液,观察到溶液红色变浅,产生该现象的原因可能是:
① 对平衡产生了影响。
②不直接参与平衡体系的或对平衡产生了影响。
(4)各取2mL溶液X放入3支比色皿中,分别滴加5滴不同浓度的KCl溶液,测得各溶液的透射率(溶液颜色越深,透射率越小)随时间变化的曲线如图所示。
开始得到红色溶液X时用较低浓度和KSCN溶液的原因是 。由上述实验可以得到结论:KCl对平衡有影响,且KCl溶液浓度越大,影响 (填“越大”“越小”或“不变”)。
(5)取2 mL溶液X于试管中滴加5滴盐酸,溶液变浅,呈橙色。已知:(黄色)。为了进一步探究溶液颜色变化的原因,设计如下实验:
编号
操作
现象
①
取2 mL溶液X于试管中滴加5滴水
溶液颜色无明显变化
②
取2 mL溶液X于试管中滴加5滴溶液
溶液颜色变浅,呈橙色
实验①的目的是 。根据实验结果分析,溶液变为橙色与加入的 (填离子符号)有关。
【答案】(1)50 mL容量瓶 (2) (3)溶液被稀释,颜色变浅 (4)① 最初得到的浓度小,加入较浓的KCl溶液能观察到明显变化或最初浓度低时溶液颜色较浅,可减少对透射率测定结果的影响 ② 越大 (5)① 排除稀释使溶液颜色变化的干扰(或作空白对照试验) ②
【解析】将溶液和溶液混合,得到红色溶液 X,各取2 mL 溶液X,分别装在试管中,分别利用 平衡体系探究影响化学平衡的因素,据此回答。
(1)配制一定物质的量浓度溶液,除烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管外,还需要对应体积的容量瓶,即50mL容量瓶,故答案为:50mL容量瓶;
(2)铁丝具有还原性,会与平衡体系中的发生反应:。该反应消耗了,使原平衡逆向移动,浓度降低,因此溶液颜色变浅,故答案为:;
(3) 实质是,滴加KCl溶液,溶液体积增大,、、浓度均减小,平衡可能逆向移动,使红色变浅,所以原因是溶液被稀释,颜色变浅,故答案为:溶液被稀释,颜色变浅;
(4)由图知,开始得到红色溶液X 时用较低浓度和KSCN溶液的原因为最初得到的浓度小,加入较浓的 KCl溶液能观察到明显变化或最初浓度低时溶液颜色较浅,可减少对透射率测定结果的影响;由上述实验图可知,KCl 溶液浓度越大,透射率越大,可以得到结论:KCl对平衡有影响,且KCl溶液浓度越大,影响越大,故答案为:最初得到的浓度小,加入较浓的KCl溶液能观察到明显变化或最初浓度低时溶液颜色较浅,可减少对透射率测定结果的影响;越大;
(5)实验①设置对照实验,目的是排除稀释使溶液颜色变化的干扰;根据实验①中向试管中滴加5滴水,溶液颜色无明显变化,实验②中向试管中滴加5滴3mol/L KCl溶液,溶液颜色变浅,呈橙色,结合已知信息:向试管中滴加5滴3 mol/L 盐酸,溶液变浅,呈橙色,又已知: (黄色),可见溶液变为橙色与加入的有关,故答案为:排除稀释使溶液颜色变化的干扰(或作空白对照试验);。
15.(2025-2026高二上·福建省莆田第一中学·期中)亚硝酸钠()是一种无色无味的晶体,具有防腐和抗氧化作用,常用作食品添加剂,但在使用时必须严格控制其用量。为了测定某样品中的含量,某同学进行如下实验:
①称取样品,加水溶解,配成溶液;
②取溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液进行滴定,滴定结束后消耗标准溶液。
(1)在进行滴定操作时,溶液盛装在如图中的 (填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)用标准溶液滴定可分为如下几步,按实验操作先后顺序排序 (填字母)。
A.用标准溶液润洗滴定管2~3次
B.固定盛有标准溶液的滴定管,赶出尖嘴处气泡
C.用标准溶液滴定至终点,读数
D.取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上
E.调节液面至“0”刻度线或刻度线以下,读数
(3)滴定过程中的离子反应方程式为: ,滴定终点的现象为 。
(4)以下操作造成测定结果偏高的是___________。
A. 滴定管未用酸性标准溶液润洗
B. 锥形瓶未用待测液润洗
C. 盛装标准溶液的滴定管,滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
D. 盛装标准溶液的滴定管,滴定前平视,滴定后俯观读数
(5)测得该样品中的质量分数为 。(用含、的式子表示)
(6)电解法可以对含亚硝酸钠的污水进行处理(工作原理如下图)。通电后左极区产生浅绿色溶液,随后产生无色气体,写出其产生无色气体的化学反应式: 该电解装置所用的离子交换膜是 (填阳离子或阴离子)交换膜。
【答案】(1)甲 (2)ADBEC (3)① ② 滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色 (4)AC (5) (6)① ② 阳离子交换膜
【解析】(1)甲是酸性滴定管,乙是碱性滴定管,酸性应该盛装在酸性滴定管中;
(2)滴定操作的流程为:①检查滴定管是否漏液,② 用蒸馏水洗涤滴定管2~3次,③ 用标准溶液润洗滴定管2~3次,④ 将标准溶液装入滴定管中使液面位于“0”刻度以上2~3 mL处并将滴定管竖直固定在滴定管夹上,⑤ 调节活塞排出尖嘴部分的气泡,⑥ 调整液面至“0”刻度以下并记录度数,⑦ 用标准溶液滴定至终点并读数。综上所述,滴定操作先后顺序为ADBEC;
(3)滴定反应是和的氧化还原反应,产物为和,反应离子方程式为;到达滴定终点时,溶液内的被完全消耗,此时再滴入半滴标准溶液,溶液因的存在呈浅红色,并且在半分钟内不褪色;
(4)由滴定方程可得。设的质量分数为ω,根据已知条件可得,综上可以算出,据此分析;
A.滴定管未用标准溶液清洗,管内会残留蒸馏水,使标准溶液的实际浓度低于理论浓度,在滴定过程中用量增加。根据公式,若V偏大,测得的ω也偏大,A正确;
B.待测溶液的体积是预先称取后转移进锥形瓶的,溶液内的总物质的量不变。因此不用待测液润洗锥形瓶对测量结果没有影响,B错误;
C.滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,初始读数偏大,滴定后读数准确。计算出的标准溶液用量V偏大。由分析可知测得的ω数值会偏大,C正确;
D.滴定前平视测得的读数准确,滴定后俯视测得的读数偏大,计算出的标准溶液用量V小于实际用量,根据选项A中的公式可知测得的ω数值偏小,D错误;
故答案选A、C;
(5)由小问4分析可知质量分数为;
(6)由图像可知,右极区生成,电极方程式为,发生还原反应为阴极,则左极为阳极,电极方程式。根据已知条件,左极区进液为稀硫酸和溶液,通电后生成浅绿色溶液,之后生成无色气体。说明在左极区被还原生成,则氧化物为。综上左极区生成的化学方程式为;电极右极区消耗,为平衡电荷由左极区迁移向右极区,并在右极区生成浓硫酸铁溶液。因此该离子交换膜为阳离子交换膜。
16.(2025-2026高二上·福建省厦门大学附属科技中学·期中)硝酸是中学常见的强酸,某化学兴趣小组设计实验探究硝酸的性质。
Ⅰ.往溶液中逐滴加入稀硝酸,随着反应的进行,溶液先变成棕色后逐渐变成棕黄色。对于棕色的形成原因,同学们提出猜想:
猜想1:溶液呈棕色可能是低浓度导致的。
猜想2:溶液呈棕色可能是(棕色)导致的。
猜想3:溶液呈棕色可能是溶解在溶液中导致的。
已知:(棕色)。
(1)溶液与稀硝酸生成和无色气体的离子方程式为 ;往反应后的溶液中滴加KSCN溶液,观察到溶液颜色变为 ,说明溶液中有。
(2)小组同学用如图所示装置进行实验,观察到石墨1上有无色气泡冒出,正极的电极反应式为 ,整个过程中未观察到石墨2附近溶液出现棕色,说明猜想 错误。
Ⅱ.某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温度下(实验时实际的环境温度)使铁钝化的硝酸的最低浓度。实验步骤如下:
①向两支具支试管中分别加入浓硝酸(质量分数为65%,密度为)。按下图组装好实验装置。
②将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中,观察到灵敏电流计指针先指向铜丝,但又迅速反转(只需1-2s)指向铁丝一端。
③用盛有蒸馏水的注射器向具支试管内加水,并注视电流计的指针偏转方向。在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止实验,记录此时已注入的水的体积(水的密度为)。重复三次实验获得的数据如下:
实验次数
实验温度(℃)
注入水的体积(mL)
1
17.2
2.4
2
2.5
3
2.3
(3)指针指向铁丝时,铁丝为 极(填“正”或“负”),未注水前正极的电极反应式为 。
(4) (填“>”,“<”或“=”)
(5)在本实验温度下,使铁钝化的硝酸最低浓度为 %(计算结果保留整数值);利用本实验数据判断,若以45%的硝酸进行实验(不再注水),则电流表的指针应指向 极(填“铁”或“铜”)。
【答案】(1)① ② (血)红色 (2)① ② 1 (3)① 正 ② (4)= (5)① 48 ② 铜
【解析】(1)FeSO4与稀硝酸反应生成Fe3+与无色气体NO的离子方程式为;Fe3+遇KSCN变红,往反应后的溶液滴加KSCN后,溶液变红,说明生成了Fe3+。
(2)观察到石墨1上有无色气泡冒出,说明生成了NO,且石墨1为正极,电极方程式为;石墨2电极生成了Fe3+,附近未出现棕色,说明猜想1错误。
(3)灵敏电流计指针方向为电子流向,电子由负极流向正极,所以指针所指方向为正极,实验开始时,铁未被钝化,为活性电极,作负极,指针指向铜丝,反应1-2s后,铁丝被钝化,铜丝为活性电极,作负极,指针指向铁丝,逐渐加蒸馏水,浓硝酸氧化性减弱,对铁丝的钝化能力减弱,直至不足以钝化铁丝,此时铁丝活性高于铜丝,铁丝作负极,指针再次反转,指向铜丝。所以指针指向铁丝时,铁丝为正极;未注水前正极为浓硝酸发生的还原反应:。
(4)根据单一变量原则,重复实验应保证实验温度相同。
(5)由三组数据得平均注水体积为2.4 mL,此时硝酸浓度为;以45%的硝酸实验,不足以钝化铁丝,铁丝为负极,指针应指向铜丝。
17.(2025-2026高二上·福建省福州市福九联盟-11月·期中)用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下表,(KMnO4溶液用稀硫酸酸化),实验装置如下图:
实验序号
A溶液
B溶液
a
20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
b
20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。
(3)若实验a在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下),则在2min内,()= mol·L-1•min−1(假设混合溶液体积为50mL)。
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率随时间的变化如图1所示,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:① ;② 。
(6)电解法可制备KMnO4,装置如图2所示:电解过程中,Cu极附近电解质溶液的pH (填“升高”“降低”或“不变”);请写出电极C的电极反应式 。
【答案】(1)2 + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2+ + 10 CO2↑ + 8H2O (2)草酸浓度 (3)0.0002 (4)KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间 (5)① 该反应放热 ② 产物Mn2+是反应的催化剂 (6)① 升高 ② - e- =
【解析】酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)溶液会发生氧化还原反应,产生K2SO4、MnSO4、CO2、H2O,反应的离子方程式为:;采用控制变量方法,根据KMnO4溶液褪色时间长短来判断外界条件对化学反应速率的影响。
(1)酸性KMnO4溶液具有强氧化性,H2C2O4(草酸)溶液具有还原性,二者会发生氧化还原反应,产生K2SO4、MnSO4、CO2、H2O,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒,结合物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式为:;
(2)对比a、b实验实验数据可知该实验是探究草酸的浓度对化学反应速率的影响;
(3)反应产生的CO2的物质的量为n(CO2)==1.0×10-4 mol,根据物质反应转化关系可知在2 min末,反应消耗的n()=n(CO2)=2.0×10-5 mol,则在2min内,()=;
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率;
(5)根据图示可知:该反应的反应物的总能量比生成物的总能量高,因此发生反应会放出热量,使溶液温度升高;t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:① 反应放出热量,使混合溶液温度升高,升高温度,化学反应速率加快;② 产物Mn2+是反应的催化剂,反应进行到一定时间后,产生一定量的Mn2+,有可能使化学反应速率加快;
(6)Cu为阴极,阴极上水被还原生成氢气和碱,pH升高。C为阳极,阳极上被氧化成,电极反应式为;
试卷第1页,共3页
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