請你協(xié)助化學(xué)興趣小組的同學(xué)完成如下實驗,并回答相關(guān)問題.
實驗?zāi)康模罕容^等體積0.5mol?L-1硫酸、1mol?L-1鹽酸、1mol?L-1醋酸分別與金屬反應(yīng)生成氫氣的速率和體積.
實驗原理:(用離子方程式表示)2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-.
實驗用品:儀器(略)、藥品(除給定的三種酸溶液外,在Na、Mg、Fe三種金屬中選擇最合適的一種,并說明理由).選擇的金屬是MgMg,不選其他兩種金屬的理由是由于Na太活潑,能和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,影響實驗結(jié)論,F(xiàn)e與酸反應(yīng)的速率較慢,實驗時間較長由于Na太活潑,能和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,影響實驗結(jié)論,F(xiàn)e與酸反應(yīng)的速率較慢,實驗時間較長.
實驗步驟:
(1)甲同學(xué)設(shè)計的實驗裝置:
(2)乙同學(xué)認為該裝置不能控制三個反應(yīng)在同一時間發(fā)生,并作了相應(yīng)的改進.你認為乙同學(xué)改進的措施是同時用分液漏斗分別向燒瓶中加入酸液同時用分液漏斗分別向燒瓶中加入酸液.
(3)按改進后的裝置進行實驗,觀察現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論.
實驗現(xiàn)象及結(jié)論:實驗現(xiàn)象:反應(yīng)開始時醋酸反應(yīng)速率小于鹽酸和硫酸反應(yīng)速率,當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度后,醋酸的反應(yīng)速率大于鹽酸和硫酸;結(jié)論:最終得到的氫氣體積相等實驗現(xiàn)象:反應(yīng)開始時醋酸反應(yīng)速率小于鹽酸和硫酸反應(yīng)速率,當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度后,醋酸的反應(yīng)速率大于鹽酸和硫酸;結(jié)論:最終得到的氫氣體積相等.
(4)反應(yīng)開始時的速率:v(H2SO4)==v(HCl)>>v(HAc)(用“=”“<”或“>”填空,下同),反應(yīng)進行一段時間后的速率:v(H2SO4)<(HCl)<<v(HAc);
(5)最終得到的氫氣體積:V(H2/H2SO4)==V(H2/HCl)==V(H2/HAc).
問題討論:
(6)量筒的規(guī)格由酸溶液的體積酸溶液的體積決定.
(7)對結(jié)論“(4)”“(5)”中鹽酸和醋酸的異同,你的解釋是醋酸中存在電離平衡,反應(yīng)開始時c(H+)小于鹽酸,故反應(yīng)速率小于鹽酸;由于醋酸、鹽酸最終提供的H+的物質(zhì)的量相等,故最后的得到H2體積相等醋酸中存在電離平衡,反應(yīng)開始時c(H+)小于鹽酸,故反應(yīng)速率小于鹽酸;由于醋酸、鹽酸最終提供的H+的物質(zhì)的量相等,故最后的得到H2體積相等.
(8)根據(jù)現(xiàn)有知識,上述實驗中硫酸和鹽酸分別與金屬反應(yīng)的速率應(yīng)始終相等,但反應(yīng)一段時間后有v(H2SO4)<v(HCl).對此現(xiàn)象,你猜想可能的原因是H+的存在抑制HSO4-的電離(或:SO4-抑制H+與Mg的反應(yīng)或Cl-促進H+與Mg的反應(yīng))H+的存在抑制HSO4-的電離(或:SO4-抑制H+與Mg的反應(yīng)或Cl-促進H+與Mg的反應(yīng)).大學(xué)無機化學(xué)對此問題將有科學(xué)的解釋.
【答案】2H++Mg=H2↑+Mg2+、2CH3COOH+Mg=H2↑+Mg2++2CH3COO-;Mg;由于Na太活潑,能和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,影響實驗結(jié)論,F(xiàn)e與酸反應(yīng)的速率較慢,實驗時間較長;同時用分液漏斗分別向燒瓶中加入酸液;實驗現(xiàn)象:反應(yīng)開始時醋酸反應(yīng)速率小于鹽酸和硫酸反應(yīng)速率,當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度后,醋酸的反應(yīng)速率大于鹽酸和硫酸;結(jié)論:最終得到的氫氣體積相等;=;>;<;=;=;酸溶液的體積;醋酸中存在電離平衡,反應(yīng)開始時c(H+)小于鹽酸,故反應(yīng)速率小于鹽酸;由于醋酸、鹽酸最終提供的H+的物質(zhì)的量相等,故最后的得到H2體積相等;H+的存在抑制HSO4-的電離(或:SO4-抑制H+與Mg的反應(yīng)或Cl-促進H+與Mg的反應(yīng))
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:14引用:1難度:0.3
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1.控制變量法是化學(xué)實驗的常用方法之一,如圖所示實驗探究影響反應(yīng)速率的因素是( ?。?/h2>
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2.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物.現(xiàn)運用該方法降解有機污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響.實驗中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實驗溫度在298K或313K下設(shè)計如下對比實驗(其余實驗條件見下表):
實驗序號 實驗?zāi)康?/td> T/K pH c/10-3mol?L-1 H2O2 Fe2+ ① 為以下實驗作參照物 298 3 6.0 0.30 ② 探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響 313 3 6.0 0.30 ③ 298 10 6.0 0.30
(2)實驗測得不同實驗編號中p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示.請根據(jù)實驗①曲線,計算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(p-CP)=
(3)實驗①②表明,溫度與該降解反應(yīng)速率的關(guān)系是
(二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k為常數(shù))
(4)請分析下表提供的數(shù)據(jù)回答以下問題:c(I-)/(mol?L-1) c(Fe3+)/(mol?L-1) v/(mol?L-1?s-1) (1) 0.20 0.80 0.032k (2) 0.60 0.40 0.144k (3) 0.80 0.20 0.128k
A.m=1,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=1 D.m=2,n=2
②I-濃度對反應(yīng)速率的影響
(三)一定溫度下,反應(yīng)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為3.0,該溫度下將2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容積為2L的密閉容器中反應(yīng).請通過計算回答:
(5)v(正)發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:19引用:2難度:0.5 -
3.為探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,某研究小組設(shè)計了如下五個實驗。按要求回答下列問題(已知:Cu2+、Fe3+對H2O2的分解起催化作用)。
(1)為探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實驗
(2)為探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,同時探究催化劑不同催化效果不同,應(yīng)選擇實驗
(3)通過觀察發(fā)現(xiàn)實驗⑤比實驗③現(xiàn)象明顯,其原因是
(4)根據(jù)上述實驗,用H2O2快速制取少量O2,可采取的三條措施為發(fā)布:2024/12/30 14:30:1組卷:7引用:5難度:0.5
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