【题目】某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号 | 实验 温度/K | 有关物质 | 溶液颜色褪至无色所需时间/s | ||||
酸性KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | H2O | |||||
V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | |||
A | 293 | 2 | 0.02 | 4 | 0.1 | 0 | t1 |
B | T1 | 2 | 0.02 | 3 | 0.1 | V1 | 8 |
C | 313 | 2 | 0.02 | V2 | 0.1 | 1 | t2 |
(1)通过实验A、B,可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=____、T1=____;通过实验___(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=____。
(2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_____;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=___。
(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+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是____,相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。
【答案】浓度 1 293 B、C 3 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-1·s-1 催化作用 Mn2+
【解析】
(1)A、B应控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响,B、C温度不同可探究温度对反应速率的影响,研究某种因素对反应速率的影响时,需要保证气体条件相同,据此分析解答;
(2)若t1<8,则浓度越大,反应速率越大;结合v=计算;
(3)根据n(Mn2+)随时间的变化情况的图像,反应生成的锰离子可作催化剂加快反应速率。
(1)实验A、B,滴加H2C2O4溶液的体积不等,故实验A、B,可探究出H2C2O4浓度的改变对反应速率的影响;据实验A可知,保证溶液的总体积为6mL,B中H2C2O4溶液3mL,故需加水6mL-2mL-3mL=1mL;A、B研究浓度对化学反应速率的影响,需要温度相同,故T1=293;B、C温度不同,要探究出温度变化对化学反应速率的影响,其余条件相同,则V2=6mL-2mL-1mL=3mL;
(2)若t1<8,则由此实验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;根据实验B中数据可知,高锰酸钾完全反应需要的时间为8s,高锰酸钾的物质的量为0.02molL-1×0.002L=0.00004mol,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=
×10-3mol/L,则用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为
=8.3×10-4mol/(L·s);
(3)根据n(Mn2+)随时间的变化情况的图像,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,则该作用是催化作用,相应的粒子最有可能的是Mn2+。
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【题目】四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料,用于制造颜料和钛有机化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质),制备TiCl4等产品的一种工艺流程如下:
已知:
Ⅰ.①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe===3Fe2+、2TiO2+(无色)+Fe+4H+===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O、Ti3+(紫色)+ Fe3++ H2O===2TiO2+(无色)+ Fe2++2H+;
Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃。
回答下列问题:
(1)用盐酸酸浸时,为使酸浸速率加快,可采取的措施是:________________(至少写2条),发生主要反应的离子方程式为:___________。
(2)废渣的成分是_______。
(3)如何检验富含TiO2+溶液中是否还含铁元素_____________。
(4)若将制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,该温度下反应的平衡常数K=____。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_______(只要求写出一项)。
(6)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用的方法是_______。
(7)用TiCl4水解生成TiO2·nH2O,经过滤、水洗除去其中的Clˉ,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2.写出TiCl4水解生成TiO2·nH2O的化学方程式__________________。
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【题目】将镁铝铁合金投入到300 mL硝酸溶液中,金属恰好完全溶解生成Mg2+、Al3+和Fe3+;硝酸全部被还原为一氧化氮,其体积为6.72 L(标准状况),当加入300 mL某浓度氢氧化钠溶液时,金属阳离子恰好全部沉淀,干燥后测得质量为27.2 g。下列有关推断正确的是( )
A. 参加反应的硝酸的物质的量为0.9 mol
B. 参加反应的金属的质量为11.9 g
C. 硝酸的物质的量浓度为3 mol·L-1
D. 氢氧化钠的物质的量浓度为6 mol·L-1
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【题目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的最外层电子数之和是Z的2倍,X的原子半径是同周期所有主族元素中最小的,W或X的简单气态氢化物分子与具有相同的电子数。
下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:
B.X、Y两种元素形成的化合物水溶液呈碱性
C.Y、Z的最高正价之和与X的相等
D.W的氢化物与W的氧化物之间一定不能发生反应
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【题目】某学习小组探究氨的还原性及检验产物的性质,按下图装置进行实验(图中夹持装置已略去)。将B处的三氧化二铬加热至红热,再鼓入空气,已知:无水氯化钙可吸收氨气和水。回答下列问题:
(1)B中发生反应的化学方程式是________________________________。
(2)证明氨气发生了催化氧化的现象是____________________________。
(3)写出(2)中反应的化学方程式______________________。
(4)装置E作用是________________________________________。
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【题目】19.2 g Cu加入到100 mL一定浓度的硝酸溶液中,假定两者恰好完全反应,同时产生标准状况下8.96 L NO和NO2的混合气体(忽略气体的溶解及转化)。求:
(1)混合气体中NO和NO2的体积比。_____________
(2)硝酸溶液的物质的量浓度。__________________
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【题目】自然界中存在大量的元素,如钠、镁、铝、铁、铜、砷、锌、镍等在生活中有着广泛的应用。
(1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式________,砷属于________区元素。
(2)金属A的原子只有3个电子层,其第一至第四电离能如下:
电离能 | ||||
A | 932 | 1821 | 15390 | 21771 |
则A原子的价电子排布式为___________________________。
(3)锌化铜是一种金属互化物,其化学式有多种形式,如,
,
等。其中所含元素铜的第二电离能________(填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。
(4)用锌还原的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的晶体
。该晶体所含元素中,电负性最大的元素是________,与Ti形成配位键的配体是________,
该配合物中含有
键的数目为________。
(5)能形成多种配离子,如
,
等。
的空间构型为:________;与
互为等电子体的分子有:___________________(填分子式)。
(6)铜的化合物种类很多,如图是氯化亚铜的晶胞结构(黑色球表示,白色球表示
),已知晶胞的棱长为acm,则氯化亚铜密度的计算式为ρ=________
(用
表示阿伏加德罗常数)
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【题目】(10分)(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________。
A. KMnO4B. H2O2C. Cl2水 D. HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的________。
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。
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【题目】下列有关反应速率的说法正确的是( )
A.相同条件下,形状大小相同的Mg、Al 分别与同浓度的盐酸反应的速率相同
B.使用合适的催化剂可以加快反应速率,但不能提高反应物的转化率
C.在容积固定的恒温密闭容器中,发生合成NH3的反应,充入He,反应速率增大
D.10mL0.5mol·L-1的FeCl3溶液加入10mL的0.5mol·L-1的KSCN 溶液,充分反应后加入KCl固体,溶液颜色变浅
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