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    7．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°C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c（H+）和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）．
    实验编号初始c（H+）废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL
    ①1.0×10-4601030
    ②1.0×10-5601030
    ③1.0×10-560
    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CO2（填化学式）．
    （3）实验①和②的结果表明c（H+）越大，反应的速率越快；实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3+）=$\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$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：Fe2+起催化作用；假设二：Al3+起催化作用；假设三：SO42-起催化作用；
    （5）请你设计实验验证上述假设一，完成表中内容．（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O、Al2（SO4）3等．溶液中Cr2O72-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
    用等物质的量的K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比试验．反应进行相同时间后，若溶液中的Cr2O72-浓度大于实验①中Cr2O72-浓度，则假设一成立；若两溶液中的Cr2O72-浓度相同，则假设一不成立．

    分析 （1）①②中氢离子浓度不同，是探究氢离子浓度对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响；
    （2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价；
    （3）根据曲线斜率的大小得出实验①溶液c（H+）越大，反应的速率越快，根据公式求算；
    （4）根据铁明矾的组成分析；
    （5）做对比实验．

    解答 解：（1）①②中c（H+）不同，是探究c（H+）对速率的影响；则②③是探究不同浓度时草酸对速率的影响，只改变草酸的用量来改变草酸的浓度，但不能影响其他物质的浓度，所以要加蒸馏水一定量，保证溶液总体积为100mL，故答案为：

    实验
    编号    		初始c（H+）废水样品
    体积/mL    		草酸溶液
    体积/mL    		蒸馏水
    体积/mL
    ①
    ②
    ③2020
    （2）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，所以氧化产物为CO2，
    故答案为：CO2；
    （3）实验①曲线斜率，反应速率快，实验表明溶液c（H+）越大，反应的速率越快，v（Cr3+）=2v（Cr2O72-）=$\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$mol•L-1•min-1，
    故答案为：c（H+）越大，反应的速率越快；$\frac{2（{c}_{0}-{c}_{1}）}{{t}_{1}}$；
    （4）根据铁明矾[Al2Fe（SO4）4•24H2O]组成分析，Al3+起催化作用；SO42-起催化作用，
    故答案为：Al3+起催化作用；SO42-起催化作用；
    （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K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O，注意由于需要控制Al3+和SO42-浓度比，不要选用K2SO4和Al2（SO4）3；用等物质的量K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O72-）大于实验①中c（Cr2O72-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O72-）相同，则假设一不成立，
    故答案为：
    用等物质的量的K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比试验．反应进行相同时间后，若溶液中的Cr2O72-浓度大于实验①中Cr2O72-浓度，则假设一成立；若两溶液中的Cr2O72-浓度相同，则假设一不成立

    点评 本题考查了探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，该反应为一比较熟悉的反应，还考查了从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力等．

    练习册系列答案
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    19．下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）
    A．MgSO4溶液与Ba（OH）2溶液混合：Ba2++SO42-═BaSO4↓
    B．0.3molFeBr2与0.4molCl2在溶液中反应：8Cl2+6Fe2++10Br-═6Fe3++16Cl-+5Br2
    C．Cu与稀HNO3反应：Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO↑+2H2O
    D．AgCl固体溶于足量氨水：Ag++2NH3•H2O═[Ag（NH3）2]++2H2O

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    20．赤铁矿的主要成分是（　　）
    A．FeOB．Fe2O3C．Fe3O4D．Fe（OH）3

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    17．有机物A的分子式为C51H96O6，在硫酸存在下发生水解A+3H2O$?_{△}^{H_{2}SO_{4}}$B+2D+E，其生成物B与等物的质量的氢气完全加成可得到D；又知有机物E的相对分子质量为92，1molE与足量的钠反应可生成H233.6L（标准状况）．试回答：
    （1）B的结构简式是C15H29COOH，E的名称是丙三醇或甘油．
    （2）A可能的结构有2种，写出其中一种同分异构体的结构简式：或．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    2．某研究性学习小组为证明在同温同压下，相同浓度相同体积的不同强度的二元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积．设计的简易实验装置如图．该实验的主要操作步骤如下：
    Ⅰ．请将下述步骤补充完整
    （1）配制浓度为0.5mol•L-1 H2SO4溶液和H2C2O4溶液；
    （2）用酸式滴定管量取10.00mL 0.5mol•L-1 H2SO4和H2C2O4溶液分别加入两个锥形瓶中；
    （3）分别称取除去表面氧化膜的镁条并系于铜丝末端；
    （4）检查装置的气密性，在广口瓶中装满水，按图连接好装置；
    （5）将铜丝向下移动，使足量镁条浸入酸中（铜丝不与酸接触），至反应完全，记录反应所需时间；
    （6）反应结束后，读取量筒中水的体积为y mL．
    Ⅱ．回答下列问题：
    （1）以下是读取量筒内水的体积时必须包括的几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将装置冷却至室温；③读取量筒内水的体积．这三步操作的正确顺序是②①③
    （2）读取量筒内水的体积时，若丙中液面高于乙中液面，使乙、丙中液面相平的操作是将丙向下移动．
    （3）简述速率不等的原因是H+浓度不同．
    （4）简述铜丝不能与酸接触的原因是镁与铜易形成原电池，加快反应速率，干扰实验的测定．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    12．某化学课外小组的同学通过实验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（ KIO3）和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是2IO3-+5SO32-+2H+=I2+5SO42-+H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率．
    实验
    序号    		0.01mol/L KIO3酸性溶液
    （含淀粉）的体积/mL    		0.01mol/L Na2SO3溶
    液的体积/mL    		水的体
    积/mL    		实验温
    度/℃    		出现蓝色
    的时间/s
    ①55V10
    ②554025
    ③5V23525
    （1）V1=40mL，V2=10mL．
    （2）从你的理解看最先出现蓝色的一组实验是③ （填序号）

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    19．某学生用0.1×10×25mm3，质量分数≥99.5%的铝片和盐酸反应制取H2，实验现象见下表：
    1min2min5min15min20min
    3mol•L-1HCl少量气泡较多气泡打量气泡反应剧烈铝片耗尽
    1.5mol•L-1H2SO4均无明显现象（只有少量气泡）
    （1）写出铝片与盐酸、硫酸反应的离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑
    （2）反应1～15min内，铝与盐酸的反应速率逐渐加快，15～20min内，反应速率逐渐减小．其原因是反应1～15min内，反应放出热量，温度升高，使化学反应速率加快；15～20min内，由于溶液中H+浓度降低，所以导致反应速率减小
    （3）①根据铝片与盐酸和硫酸反应现象的差异，有学生对此现象提出如下猜想（至少要写出两种假设）：
    假设一：Cl-对该反应有促进作用，SO42-对该反应不影响．
    假设二：SO42对金属铝与H+反应没有影响．
    假设三：SO42对金属铝与H+反应有抑制作用．
    假设四：带低电荷的阴离子对金属铝与H+反应有促进作用．
    请你以“假设一”为实验课题，设计实验方案探究，要求出主要实验步骤将NaCl颗粒加入Al片与稀盐酸反应液中，看反应速率有无变化及变化情况，来判断Cl-是否对反应起作用．若速率加快，说明Cl-对该反应有促进作用；若速率不变，说明Cl-对该反应的速率不影响．将K2SO4颗粒加入Al片与稀H2SO4反应液中，看反应速率有无变化及变化情况，来判断SO42-是否对反应起作用．若速率减小，说明SO42对该反应有抑制作用；若速率不变，说明SO42对该反应的速率不影响．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．下列各烃中沸点最低的是（　　）
    A．庚烷B．戊烷C．异戊烷D．新戊烷

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    17．煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H2S也是一种重要的工业资源．
    （1）煤液化是化学（填“物理”或“化学”）变化过程．
    （2）煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸，部分过程如图1所示：

    ①SO2反应器中的化学方程式是2SO2+O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO3．
    ②生产过程中的尾气需要测定SO2的含量符合标准才能排放．已知有V L（已换算成标准状况）尾气，通入足量H2O2吸收再加足量BaCl2溶液充分反应后（不考虑尾气中其他成分的反应），过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀．H2O2吸收SO2的化学方程式是SO2+H2O2=H2SO4；尾气中SO2的含量（体积分数）的计算式是$\frac{22.4b}{233V}$×100%．
    （3）H2S还可用于回收单质硫．含有H2S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl3溶液，可实现空气脱硫，得到单质硫．FeCl3溶液吸收H2S过程中，溶液中的n（Fe3+）、被吸收的n（H2S） 随时间t的变化如图2．
    ①由图中信息可知，0～t1时，一定发生的反应是H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+（用离子方程式表示）．
    ②t1以后，溶液中n （Fe3+）保持基本不变，原因是t1时刻后，溶液中的Fe2+被O2氧化为Fe3+，Fe3+再与H2S发生氧化还原反应，所以n（Fe3+）基本不变（或2H2S+O2=2S+2H2O）．

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