【題目】某研究小組對(duì)碘化鉀溶液在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)的速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(初步探究)
示意圖 | 序號(hào) | 溫度 | 試劑A | 現(xiàn)象 |
① | 0°C | 0.5 molL1稀硫酸 | 4 min 左右出現(xiàn)藍(lán)色 | |
② | 20°C | 1 min 左右出現(xiàn)藍(lán)色 | ||
③ | 20°C | 0.1 molL1稀硫酸 | 15 min 左右出現(xiàn)藍(lán)色 | |
④ | 20°C | 蒸餾水 | 30 min 左右出現(xiàn)藍(lán)色 |
(1)為探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)②中試劑 A 應(yīng)為______________。
(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)③中 I-反應(yīng)的離子方程式:_____________________。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)②③④,可以得出的結(jié)論:_______________________。
(繼續(xù)探究)溶液 pH 對(duì)反應(yīng)速率的影響查閱資料:
i.pH<11.7 時(shí),I-能被O2 氧化為 I2。
ii.pH= 9.28 時(shí),I2發(fā)生歧化反應(yīng):3I2 +6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小組同學(xué)用 4 支試管在裝有 O2 的儲(chǔ)氣瓶中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示。
序號(hào) | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
試管中溶液的 pH | 8 | 9 | 10 | 11 |
放置 10 小時(shí)后的現(xiàn)象 | 出現(xiàn)藍(lán)色 | 顏色無(wú)明顯變化 |
分析⑦和⑧中顏色無(wú)明顯變化的原因_______。
(5)甲同學(xué)利用原電池原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí) pH=10 的條件下確實(shí)可以發(fā)生 I-被 O2 氧化為 I2 的反應(yīng),如圖所示,請(qǐng)你填寫(xiě)試劑和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
試劑1______________。 試劑2______________。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:___________________________。
(深入探究)較高溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
小組同學(xué)分別在敞口試管和密閉試管中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)⑨和⑩。
序號(hào) | 溫度 | 試劑 | 現(xiàn)象 |
⑨敞口試管 | 水浴 70°C | 5 mL 1 molL1 KI 溶液 5 mL 0.5 molL1 稀硫酸 | 20 min 內(nèi)仍保持無(wú)色,冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍(lán)色 |
⑩密閉試管 | 溶液迅速出現(xiàn)黃色,且黃色逐漸加深,冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍(lán)色 |
(6)對(duì)比實(shí)驗(yàn)⑨和⑩的現(xiàn)象差異,該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)⑨中的現(xiàn)象提出兩種假設(shè),請(qǐng)你補(bǔ)充假設(shè) 1。
假設(shè) 1:_______________。
假設(shè) 2:45°C 以上 I2 易升華,70°C 水浴時(shí),c(I2)太小難以顯現(xiàn)黃色。
(7)針對(duì)假設(shè) 2 有兩種不同觀點(diǎn)。你若認(rèn)為假設(shè) 2 成立,請(qǐng)推測(cè)試管⑨中“冷卻至室溫后滴加淀粉出現(xiàn)藍(lán)色”的可能原因_______________(寫(xiě)出一條)。你若認(rèn)為假設(shè) 2 不成立,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明_______________。
【答案】0.5 molL1稀硫酸 4I- + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O 溫度相同時(shí),KI 溶液被 O2 氧化成 I2,c(H+)越大,氧化反應(yīng)速率越快 試管⑦、⑧中,pH 為 10、11 時(shí),既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng),因?yàn)槠缁俾蚀笥谘趸俾屎偷矸圩兩俾�,所以觀察顏色無(wú)明顯變化 試劑 1:1 mol·L1 KI 溶液,滴加 1%淀粉溶液 試劑 2:pH=10 的 KOH 溶液 現(xiàn)象:電流表指針偏轉(zhuǎn),左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)(t<30 min) 加熱使 O2 逸出,c(O2)降低,導(dǎo)致 I-氧化為 I2 的速率變慢 理由:KI 溶液過(guò)量(即使加熱時(shí)有 I2 升華也未用光 KI),實(shí)驗(yàn)⑨冷卻室溫后過(guò)量的 KI 仍可與空氣繼續(xù)反應(yīng)生成 I2,所以滴加淀粉溶液還可以看到藍(lán)色 [其他理由合理給分,如淀粉與 I2 反應(yīng)非常靈敏(少量的 I2 即可以與淀粉顯色),所以實(shí)驗(yàn)⑨中少量的 I2 冷卻至室溫后滴加淀粉溶液還可以看到藍(lán)色]。 水浴加熱 70℃時(shí),用濕潤(rùn)的淀粉試紙放在試管⑨的管口,若不變藍(lán),則證明假設(shè) 2 不成立[其他方案合理給分,如水浴加熱 70℃時(shí),用濕潤(rùn)的淀粉試紙放在盛有碘水試管的管口,若不變藍(lán),則證明假設(shè) 2 不成立]。
【解析】
某研究小組對(duì)碘化鉀溶液在空氣中發(fā)生4I- + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O的氧化反應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,探究反應(yīng)溫度和稀硫酸濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,pH= 9.28 時(shí),I2發(fā)生歧化反應(yīng):3I2 +6OH- = IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快,整個(gè)反應(yīng)主要是既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng),根據(jù)歧化速率與氧化速率和淀粉變色速率快慢得出顏色變化;將反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,利用化合價(jià)升高和化合價(jià)降低來(lái)分析;在較高溫度對(duì)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)對(duì)比中,假設(shè)可能加熱使 O2 逸出,c(O2)降低,導(dǎo)致 I-氧化為 I2 的速率變慢,也可能是45℃ 以上I2 易升華,70℃ 水浴時(shí),c(I2)太小難以顯現(xiàn)黃色。
(1)根據(jù)①、②為探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,其他條件不變,實(shí)驗(yàn)②中試劑A應(yīng)為0.5 molL1稀硫酸;故答案為:0.5 molL1稀硫酸。
(2)實(shí)驗(yàn)③中I-與氧氣在酸性條件下反應(yīng)生成單質(zhì)碘,其離子方程式4I- + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O;故答案為:4I- + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)②③④,三者溫度相同,稀硫酸濃度越大,反應(yīng)速率越快,因此可以得出的結(jié)論:溫度相同時(shí),KI溶液被O2 氧化成I2,c(H+)越大,氧化反應(yīng)速率越快;故答案為:溫度相同時(shí),KI溶液被O2 氧化成I2,c(H+)越大,氧化反應(yīng)速率越快。
(4)根據(jù)題中信息及⑦和⑧中顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明試管⑦、⑧中,pH為10、11時(shí),既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng),因?yàn)槠缁俾蚀笥谘趸俾屎偷矸圩兩俾�,所以觀察顏色無(wú)明顯變化;故答案為:試管⑦、⑧中,pH 為 10、11 時(shí),既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng),因?yàn)槠缁俾蚀笥谘趸俾屎偷矸圩兩俾�,所以觀察顏色無(wú)明顯變化。
(5)根據(jù)離子反應(yīng)方程式4I- + O2 + 4H+ =2I2 + 2H2O和圖中信息氧氣的通入,因此試劑 1為1 molL1 KI 溶液,滴加 1%淀粉溶液,試劑 2為pH=10的KOH溶液,因此可以看見(jiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電流表指針偏轉(zhuǎn),左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)(t<30 min);故答案為:試劑 1:1 molL1 KI 溶液,滴加 1%淀粉溶液;試劑 2:pH=10 的 KOH 溶液;現(xiàn)象:電流表指針偏轉(zhuǎn),左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)(t<30 min)。
(6)假設(shè) 1:加熱使 O2 逸出,c(O2)降低,導(dǎo)致 I-氧化為 I2 的速率變慢;故答案為:加熱使 O2 逸出,c(O2)降低,導(dǎo)致 I-氧化為 I2 的速率變慢。
假設(shè) 2:45℃ 以上 I2 易升華,70℃ 水浴時(shí),c(I2)太小難以顯現(xiàn)黃色。
(7)針對(duì)假設(shè)2有兩種不同觀點(diǎn)。你若認(rèn)為假設(shè) 2 成立,請(qǐng)推測(cè)試管⑨中“冷卻至室溫后滴加淀粉出現(xiàn)藍(lán)色”的可能原因KI 溶液過(guò)量(即使加熱時(shí)有I2 升華也未用光KI),實(shí)驗(yàn)⑨冷卻室溫后過(guò)量的 KI 仍可與空氣繼續(xù)反應(yīng)生成 I2,所滴加淀粉溶液還可以看到藍(lán)色 [其他理由合理給分,如淀粉與 I2 反應(yīng)非常靈敏(少量的 I2 即可以與淀粉顯色),所以實(shí)驗(yàn)⑨中少量的 I2 冷卻至室溫后滴加淀粉溶液還可以看到藍(lán)色]。你若認(rèn)為假設(shè)2不成立,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是水浴加熱70℃時(shí),用濕潤(rùn)的淀粉試紙放在試管⑨的管口,若不變藍(lán),則證明假設(shè) 2 不成立[其他方案合理給分,如水浴加熱 70℃時(shí),用濕潤(rùn)的淀粉試紙放在盛有碘水試管的管口,若不變藍(lán),則證明假設(shè) 2 不成立]。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】D是一種催眠藥,F是一種香料,它們的合成路線如下:
(1)A的化學(xué)名稱(chēng)是_________,C中含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)為_______________。
(2)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________,A和E生成F的反應(yīng)類(lèi)型為_______________。
(3)B與乙炔鈉合成C的反應(yīng)類(lèi)型(酸化前)是______________;寫(xiě)出由C合成D的第二個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________。
(4)同時(shí)滿(mǎn)足下列條件的E的同分異構(gòu)體有__________種(不含立體異構(gòu))。
①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng); ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
(5)以乙炔和甲醛為起始原料,選用必要的無(wú)機(jī)試劑合成1,3-丁二烯,寫(xiě)出合成路線(用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)。_________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L苯含有的分子數(shù)約為NA
B.密閉容器中23 g NO2與N2O4的混合氣體中氮原子數(shù)為0.5NA
C.1 L 0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中,HCO3- 和CO32- 離子數(shù)之和為0.1NA
D.密閉容器中1 mol N2(g)與3 mol H2 (g)反應(yīng)制備氨氣,形成6NA個(gè)N-H鍵
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】配制一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液時(shí),下列操作不正確的是( )
A. 接近稱(chēng)量質(zhì)量時(shí),輕振手腕,加夠藥品
B. 溶解時(shí),用量筒控制所加蒸餾水的量
C. 移液時(shí),玻璃棒插在刻度線上,防止液體灑出
D. 接近刻度線1~2cm時(shí),用膠頭滴管滴加蒸餾水至刻度線
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列化學(xué)反應(yīng)中的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. 化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化。
B. 化學(xué)鍵斷裂吸收能量,化學(xué)鍵生成放出能量。
C. 需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)。
D. 如圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知一定溫度時(shí):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),當(dāng)生成2mol SO3時(shí),放出熱量197kJ,在相同溫度和壓強(qiáng)下,向密閉容器中通入2mol SO2和1molO2,達(dá)到平衡時(shí)放出熱量Q,則下列關(guān)系式中正確的是
A.Q=197 kJ B.Q<197×2 kJ C.Q<197 kJ D.Q>197 kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng):3A(g)+B(g) = 2C(g) +2D(g),在不同條件下,用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率,分別為:
①v(A)=0.6 mol/(L·min) ②v(B)=0.45 mol/(L·min)
③v(C)=0.015 mol/(L·min) ④v(D)=0.45 mol/(L·min)
則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是( )
A.①B.②C.③D.④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溫度下,在2L恒容的密閉容器中X、Y、Z三種物質(zhì)(均為氣態(tài))間進(jìn)行反應(yīng),其物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖。據(jù)圖回答:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_______________________________________________。
(2)反應(yīng)起始至t min(設(shè)t=5),X的平均反應(yīng)速率是________________。
(3)在t min時(shí),該反應(yīng)達(dá)到了____________狀態(tài),下列可判斷反應(yīng)已達(dá)到該狀態(tài)的是________(填字母,下同)。
A.X、Y、Z的反應(yīng)速率相等 B.X、Y的反應(yīng)速率比為2∶3
C.混合氣體的密度不變 D.生成1molZ的同時(shí)生成2molX
(4)從開(kāi)始到t秒末X的轉(zhuǎn)化率__________。
(5)用一定能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的措施有________。
A.其他條件不變,及時(shí)分離出產(chǎn)物 B.適當(dāng)降低溫度
C.其他條件不變,增大X的濃度 D.保持體積不變,充入Ar氣使容器內(nèi)壓強(qiáng)增大
(6)在一個(gè)體積固定的密閉容器中,進(jìn)行的可逆反應(yīng)A(s)+3B(g) 3C (g)。下列敘述中表明可逆反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是 __________
①C的生成速率與C的分解速率相等;
②單位時(shí)間內(nèi)生成a mol A,同時(shí)生成3a mol B;
③B的濃度不再變化;
④混合氣體總的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化;
⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比為1∶3∶3;
⑥混合氣體的密度不再變化。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位開(kāi)發(fā)鋰離子電池的科學(xué)家。某高能鋰離子電池的反應(yīng)方程式為(x<1)。以該鋰離子電池為電源、苯乙酮為原料制備苯甲酸的裝置如圖所示(苯甲酸鹽溶液酸化后可以析出苯甲酸)。下列說(shuō)法正確的是
A.電池放電時(shí),Li+向b極移動(dòng)
B.電池充電時(shí),a極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-=Lil-xCoO2+xLi+
C.M為陽(yáng)離子交換膜
D.生成苯甲酸鹽的反應(yīng)為+3IO→+ CHI3+2OH-
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