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题型:填空题
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填空题 · 14 分

某酸性工业废水中含有。光照下,草酸能将其中的转化为。某课题组研究发现,少量铁明矾即可对该反应堆起催化作用。

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pH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)。

测得实验①和②溶液中的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         (填化学式)。

(3)实验①和②的结果表明          ;实验①中时间段反应速率)=

(用代数式表示)。

(4)该课题组队铁明矾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:起催化作用;

假设二:              ;

假设三:              ;

…………

(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。

(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有等。溶液中的浓度可用仪器测定)

正确答案

(2)CO2

(3)PH越大,反应的速率越慢

(4)Al3+期催化作用;Fe2+和Al3+起催化作用

(5)取PH=5的废水60ml,加入10ml草酸和30ml蒸馏水,滴加几滴FeSO4,测定反应所需时间

预期现象与结论:与②对比,如果速率明显加快,故起催化作用的为Fe2+

解析

该反应为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,草酸被氧化后的产物为二氧化碳。

(3)考查了从图像中获取数据并分析的能力。图像越陡,反应速率越快

(4)对于假设可以从加入的物质铁明矾中获取,故为Fe2+和Al3+,然后根据上面的过程,进行对比实验,即可以得到答案。

知识点

化学反应速率的影响因素
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:

反应Ⅰ:            △H1

反应Ⅱ:             △H2

反应Ⅲ:      △H3

请回答下列问题:

(1)△H1与△H2、△H3之间的关系是:△H3=        。

(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:

①△H3    0(填“>”、“=”或“<”)。

②在T1-T2及T4- T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是      。

③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。

(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有    (写出2个)。

(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是

aNH4Cl

bNa2CO3

cHOCH2CH2OH

dHOCH2CH2NH2

正确答案

见解析。

解析

(1)2△H2—△H1       

(2)①<      

②T1-T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度的升而提高。T4- T5区间,化学反应已到达平衡,由于正反应是放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获。

(3)降低温度;增加CO2浓度(或压强)

(4)BD

知识点

化学反应速率的影响因素盖斯定律的计算
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:

CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CH2OH;

CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白:

(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯,写出化学反应方程式:_________,_________。

(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是_________,_________。c和d中盛装的试剂分别是_________,_________。若用以上装置制备H2,气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是_________;在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是_________(填序号)。

①饱和Na2SO3溶液    ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水   ④无水CuSO4  ⑤品红溶液

(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是_________。

a.低温、高压、催化剂        b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂        d.适当的温度、常压、催化剂

(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R-CHO+NaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,1-丁醇 118℃,并设计出如下提纯路线:

粗品 滤液 有机层  1-丁醇、乙醚  纯品

试剂1为_________,操作1为_________,操作2为_________,操作3为_________。

正确答案

(1)Zn+2HClZnCl2+H2↑;CH3CH=CH2↑+H2O

(2)恒压;防倒吸;NaOH溶液;浓H2SO4;分液漏斗、蒸馏烧瓶; 

(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)  

(4)b  

(5)饱和NaHSO3溶液;过滤;萃取;蒸馏

解析

(1)实验室用锌粒和稀盐酸制备氢气;用2-丙醇和浓硫酸共热,消去反应制备丙烯;

(2)在题给装置中,a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等,以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中;b主要是起安全瓶的作用,以防止倒吸;c为除去CO中的酸性气体,选用NaOH溶液,d为除去CO中的H2O,试剂选用浓硫酸;若用题给装置制备H2,则不需要酒精灯,必须得是反应容器和滴加盐酸的仪器,氢气用向下排空气法收集,注意导气管伸入底部;

(3)检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时,应首先选④无水CuSO4检验水蒸气,然后用⑤品红溶液检验SO2,并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2;然后用③石灰水检验CO2,用②酸性KMnO4溶液检验丙烯,特别注意不能用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫;

(4)题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,选b;(5)由操作1后得到“滤液”和信息①可知,试剂1应为NaHSO3饱和溶液,操作为过滤;加入乙醚时1-丁醇易溶解于其中,故操作2为萃取分液;根据两种有机物沸点的不同,操作3应为蒸馏。

知识点

化学反应速率的影响因素蒸发、蒸馏与结晶的仪器
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

氯酸钾和亚硫酸氢钠起氧化还原反应生成Cl和SO的速率如下图所示。关于该反应的叙述错误的是(  )

A氯酸根的氧化性强于硫酸根

B该反应的速率可能与氢离子浓度有关

C反应后阶段速率变慢是因为氯酸钾和亚硫酸氢钠浓度越来越小

D该反应的离子方程式为:ClO+3HSO+3OH→3SO+Cl+3H2O

正确答案

D

解析

知识点

化学反应速率的影响因素
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

    地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。

(1)实验前:①先用0.1mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉,其目的是_________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入_________(写化学式)。

(2)上图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式_________。t1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是_________。

(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:溶液的pH;

假设二:_____________;

假设三:_____________;

……

(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论。(已知:溶液中的NO3 -浓度可用离子色谱仪测定)

正确答案

(1)除去铁表面的氧化膜;NO        

(2)4Fe+10H++NO3-=Fe2++NH4++3H2O;硝酸根离子在酸性环境下氧化氮氧化物

(3)溶液的温度;使用催化剂

(4)将两份相同的KNO3溶液的pH分别调至2.5和3.5,分别加入等量且足量Fe粉,等反应完成后,用离子色谱仪分别测定溶液中NO3-浓度,如果前者NO3-浓度低,说明酸性越强脱氮速率越快。

解析

略。

知识点

化学反应速率的影响因素
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