某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
[实验原理]
[实验内容及记录]
(1)请完成此实验设计,其中:_______ ,_______ 。
(2)实验①、②探究的是_______ 对化学反应速率的影响,根据表中的实验数据,可以得到的结论是_______ 。
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择_______ (填实验编号)。
(4)该小组同学根据经验绘制了随时间变化的趋势如图甲所示,但有同学查阅已有的实验资料发现该实验过程中随时间变化的实际趋势如图乙所示。
该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是_______ 。
②能佐证该假设成立的实验证据是_______ 。
[实验原理]
实验编号 | 实验温度/℃ | 试管中所加试剂及其用量/mL | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L溶液 | 3mol/L稀溶液 | 0.05mol/L溶液 | ||||
① | 25 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 1.5 | |
② | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
③ | 50 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 1.7 |
(1)请完成此实验设计,其中:
(2)实验①、②探究的是
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择
(4)该小组同学根据经验绘制了随时间变化的趋势如图甲所示,但有同学查阅已有的实验资料发现该实验过程中随时间变化的实际趋势如图乙所示。
该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号 | 实验温度/℃ | 试管中所加试剂及其用量 | 再向试管中加入某种固体 | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L溶液 | 3mol/L稀溶液 | 0.05mol/L溶液 | |||||
④ | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | t |
②能佐证该假设成立的实验证据是
更新时间:2022-05-24 22:29:26
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐1】(1)探究浓度对化学平衡的影响,实验如下:
Ⅰ.向5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L-1KI溶液(反应a),反应达到平衡后将溶液分为两等份。
Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN溶液,变红(反应b);加入CCl4,振荡、静置,下层显极浅的紫色。
Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振荡、静置,下层显紫红色。
结合实验,下列说法不正确的是_______
A.反应a为2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2
B.实验Ⅱ中,反应a进行的程度大于反应b进行的程度
C.实验Ⅱ中变红的原理是Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3
D.比较水溶液中c(Fe2+):实验Ⅱ<实验Ⅲ
(2)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素有关数据如表所示:
①本实验待测数据可以是_______ ,实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究_______ 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是_______ ,写出有关反应的离子方程式_______ 。
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如表:
表中Vx=_______ ,理由是_______ 。
Ⅰ.向5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L-1KI溶液(反应a),反应达到平衡后将溶液分为两等份。
Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN溶液,变红(反应b);加入CCl4,振荡、静置,下层显极浅的紫色。
Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振荡、静置,下层显紫红色。
结合实验,下列说法不正确的是
A.反应a为2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2
B.实验Ⅱ中,反应a进行的程度大于反应b进行的程度
C.实验Ⅱ中变红的原理是Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3
D.比较水溶液中c(Fe2+):实验Ⅱ<实验Ⅲ
(2)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素有关数据如表所示:
序号 | 纯锌粉/g | 2.0mol·L-1硫酸溶液/mL | 温度/℃ | 硫酸铜固体/g | 加入蒸馏水/mL |
Ⅰ | 2.0 | 50.0 | 25 | 0 | 0 |
Ⅱ | 2.0 | 40.0 | 25 | 0 | 10.0 |
Ⅲ | 2.0 | 50.0 | 25 | 0.2 | 0 |
Ⅳ | 2.0 | 50.0 | 25 | 4.0 | 0 |
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如表:
实验序号 | 体积V/mL | ||||
K2S2O8溶液 | 水 | KI溶液 | Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | |
① | 10.0 | 0.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
② | 9.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
③ | 8.0 | Vx | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【推荐2】钨是熔点最高的金属,也是重要的战略物资。自然界中钨矿石主要有黑钨矿和白钨矿两种。其中,黑钨矿主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4) 以及少量杂质(含Si、P、As元素的化合物)。由黑钨矿冶炼钨的“黑钨精矿高压碱煮(烧破)一溶剂萃取一蒸发结晶法”工艺流程如下图:
回答下列问题:
(1) 高压碱煮法中,“高压”的目的是_____________ 。
(2) 滤渣1的主要成分中含有的金属元素为_______ 。
(3) 除最后 一步外,流程中钨元素价态均未发生改变,则FeWO4中铁元素的价态为_____ 。第一步黑钨矿原料熔融时,FeWO4发生反应的化学方程式为________ 。
(4) H2SO4中和后溶液中还有SiO32-、AsO33-、AsO43-、PO43-等离子,则加入H2O2时发生反 应的离子方程式为_________ 。
(5) 钨酸钠溶液还含有NaOH、NaCl 和_____ 杂质。为了得到纯净的钨酸,需要经过萃取和反萃取工业流程。该操作中使用到的玻璃仪器有_________ 。 向钨酸钠溶液中加入四辛基氧化铵有机萃取剂萃取分液,此时钨元素处于_____ 层中(填“有机”或“无机”)。然后加入氨水反萃取、结晶得到仲钨酸铵(NH4)6W7O2·7H2O,仲钨酸铵加热分解得到三氧化钨的化学方程式为_________________________ 。
回答下列问题:
(1) 高压碱煮法中,“高压”的目的是
(2) 滤渣1的主要成分中含有的金属元素为
(3) 除最后 一步外,流程中钨元素价态均未发生改变,则FeWO4中铁元素的价态为
(4) H2SO4中和后溶液中还有SiO32-、AsO33-、AsO43-、PO43-等离子,则加入H2O2时发生反 应的离子方程式为
(5) 钨酸钠溶液还含有NaOH、NaCl 和
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【推荐3】某电镀污泥中含有镍(Ni)、Fe、Cu、Ca等金属化合物(主要以氢氧化物形式存在)及SiO2,从该电镀污泥中回收制备硫酸镍(NiSO4),具体流程如图所示。已知:加入有机萃取剂发生的反应为:nHX+Mn+MXn+nH+。
(1)提高电镀污泥溶解速率的措施有____ (写出两条)。
(2)滤渣1的成分中有____ 。
(3)电解中用惰性电极电解滤液,阳极区溶液pH降低,其电极反应式为____ ,确定电解后Cu2+反应完全的实验操作是____ 。
(4)Ksp(FeSO4)=9.9×10-16,若使溶液中c(Fe3+)<1×10-5mol·L-1此时溶液中c(PO)至少____ 。
(5)试剂Y为____ ,反萃取时发生反应的离子方程式为____ 。
(6)此流程中可以循环利用的是有机相和____ 。
(1)提高电镀污泥溶解速率的措施有
(2)滤渣1的成分中有
(3)电解中用惰性电极电解滤液,阳极区溶液pH降低,其电极反应式为
(4)Ksp(FeSO4)=9.9×10-16,若使溶液中c(Fe3+)<1×10-5mol·L-1此时溶液中c(PO)至少
(5)试剂Y为
(6)此流程中可以循环利用的是有机相和
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解题方法
【推荐1】下表是某种金属与稀硫酸反应时测得的实验数据。
请回答下列问题:
(1)反应速率最大的是实验__________ (填实验序号,下同),反应速率最小的是_______ 。
(2)实验③和实验④是探究________ 对化学反应速率的影响,实验⑥和实验⑦是探究_____ 对化学反应速率的影响。
(3)实验②中金属消失的时间比实验①短,原因是_______ ,实验②反应后温度较高的原因是________ 。
实验序号 | 金属质量/g | 金属 状态 | c(H2SO4)/ mol·L-1 | V(H2SO4)/ mL | 溶液温度/℃ | 金属消失所需时间/s | |
反应前 | 反应后 | ||||||
① | 0.10 | 丝 | 0.5 | 50 | 20 | 34 | 500 |
② | 0.10 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 35 | 50 |
③ | 0.10 | 丝 | 0.7 | 50 | 20 | 36 | 250 |
④ | 0.10 | 丝 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 200 |
⑤ | 0.10 | 粉末 | 0.8 | 50 | 20 | 36 | 25 |
⑥ | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 20 | 35 | 125 |
⑦ | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 35 | 50 | 50 |
⑧ | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 20 | 34 | 100 |
⑨ | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 30 | 44 | 40 |
(1)反应速率最大的是实验
(2)实验③和实验④是探究
(3)实验②中金属消失的时间比实验①短,原因是
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【推荐2】硅、锗(32Ge,熔点937℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料,在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅在元素周期表中的位置是_______ 。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物RCl4 (R代表Si和Ge),从原子结构角度解释原因_______ 。
(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态储)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取储的流程:
①NaClO溶液与锗废料中的锗发生反应的离子方程式为_______ 。NaClO溶液浸取在80℃进行的理由是_______ ,为了达到此目的还可以采取的措施有_______ 。
②操作1、操作2的名称_______ ,GeCl4加水反应的离子方程式是_______ 。
③用上述流程制备纯锗,若生产过程中锗元素损失不计,反应中NaClO的利用率为a%,H2的利用率为b%,则反应中NaClO和H2的质量之比是_______ 。
(1)硅在元素周期表中的位置是
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物RCl4 (R代表Si和Ge),从原子结构角度解释原因
(3)自然界矿石中锗浓度非常低,因此从锗加工废料(含游离态储)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取储的流程:
①NaClO溶液与锗废料中的锗发生反应的离子方程式为
②操作1、操作2的名称
③用上述流程制备纯锗,若生产过程中锗元素损失不计,反应中NaClO的利用率为a%,H2的利用率为b%,则反应中NaClO和H2的质量之比是
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解题方法
【推荐3】研究、的消除对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。
Ⅰ.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)在标准压强和指定温度下,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、。和两种尾气在催化剂作用下反应生成的热化学方程式是_______ 。
(2)研究CO和NO反应,测得在某温度下一定体积的密闭容器中,NO和CO浓度随时间变化如表:
前4s内的速率_______ 。
(3)实验测得,,(、为速率常数)。在一定温度下,向2L的密闭容器中充入NO和CO气体各1mol,NO的转化率为40%时达到化学平衡,则_______ (保留两位小数)。
Ⅱ.工业上,常采用氧化还原方法处理尾气中的CO。沥青混凝土可作为反应的催化剂。图中表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土(型、型)催化时,的转化率与温度的关系。
(4)在a、b、c、d四点中,未达到平衡状态的是_______ (填序号)。
(5)下列关于图示的说法正确的是_______ (填序号)。
A.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
B.b点时CO与分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C.在均未达到平衡状态时,同温下型沥青混凝土中CO转化速率比型的要大
D.CO转化反应的平衡常数
Ⅰ.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)在标准压强和指定温度下,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、。和两种尾气在催化剂作用下反应生成的热化学方程式是
(2)研究CO和NO反应,测得在某温度下一定体积的密闭容器中,NO和CO浓度随时间变化如表:
时间(s) 浓度() | 0 | 2 | 4 | 6 |
c(NO) | 1.00 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
c(CO) | 3.60 | 2.85 | 2.70 | 2.70 |
前4s内的速率
(3)实验测得,,(、为速率常数)。在一定温度下,向2L的密闭容器中充入NO和CO气体各1mol,NO的转化率为40%时达到化学平衡,则
Ⅱ.工业上,常采用氧化还原方法处理尾气中的CO。沥青混凝土可作为反应的催化剂。图中表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土(型、型)催化时,的转化率与温度的关系。
(4)在a、b、c、d四点中,未达到平衡状态的是
(5)下列关于图示的说法正确的是
A.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
B.b点时CO与分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C.在均未达到平衡状态时,同温下型沥青混凝土中CO转化速率比型的要大
D.CO转化反应的平衡常数
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【推荐1】我国铂族金属储量占世界储量的0.58%,而消费总量占世界消费总量的27%,因此从汽车废弃催化剂中回收铂族金属对可持续发展有重大意义。废弃催化剂中含有Pt,还含有少量的Fe2O3、MgO、Al2O3、 SiO2.一种从汽车废弃催化剂中回收铂的流程如下:
已知:①长期使用的催化剂,表面会覆盖积碳和有机物;
②Pt溶于王水生成NO和氯铂酸,该酸的阴离子具有正八面体结构,其中Pt为正四价;
③该工艺条件下(常温),有关金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
回答下列问题:
(1)粉碎废弃催化剂后,需进行预处理操作A,请写出操作A的名称_______ 。
(2)为了提高酸浸效率,温度不宜过高的原因是_________ 。
(3)酸浸工序中,铂发生的反应的化学方程式为___________ ,有同学提议,将王水换成盐酸和过氧化氢的混合溶液,请分析优缺点:___________ 。
(4)通过调节滤液的pH以回收其他金属,依次析出的金属离子为_______ ,当Al3+开始沉淀时,溶液中的Fe3+浓度为___________ mol·L−1。
(5)铂的浸出率与不同加热方式、浸出时间及不同固液比的关系如下图所示:
由图可知,Pt 浸出的最佳条件为___________ 。
已知:①长期使用的催化剂,表面会覆盖积碳和有机物;
②Pt溶于王水生成NO和氯铂酸,该酸的阴离子具有正八面体结构,其中Pt为正四价;
③该工艺条件下(常温),有关金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
金属离子 | Al3+ | Mg2+ | Fe3+ |
开始沉淀的pH | 3.5 | 9.5 | 2.2 |
沉淀完全(c=1.0× 10−5 mol·L−1)的pH | 4.7 | 11.1 | 3.2 |
(1)粉碎废弃催化剂后,需进行预处理操作A,请写出操作A的名称
(2)为了提高酸浸效率,温度不宜过高的原因是
(3)酸浸工序中,铂发生的反应的化学方程式为
(4)通过调节滤液的pH以回收其他金属,依次析出的金属离子为
(5)铂的浸出率与不同加热方式、浸出时间及不同固液比的关系如下图所示:
由图可知,Pt 浸出的最佳条件为
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【推荐2】化学反应产生的各种形式的能量是人类社会所需能量的重要来源,研究化学反应的能量变化具有重要意义。回答下列问题:
(1)如图是和1mol CO(g)反应生成和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则_______ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),_______ 。
(2)用催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:①
②
③
请写出与反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式_______ 。
(3)不同催化剂下合成氨反应的历程如图甲所示,吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。催化剂的催化效果更好的是_______ (填A或B);常温常压下,合成氨反应速率慢的根本原因是_______ 。
(4)以与为反应物、溶有的盐酸为电解质溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,其原理如图乙所示。通入的电极是电池的_______ 极,通入一极的电极反应为_______ ,电池的总反应为_______ 。
(1)如图是和1mol CO(g)反应生成和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则
(2)用催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:①
②
③
请写出与反应生成参与大气循环的气体和液态水的热化学方程式
(3)不同催化剂下合成氨反应的历程如图甲所示,吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。催化剂的催化效果更好的是
(4)以与为反应物、溶有的盐酸为电解质溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,其原理如图乙所示。通入的电极是电池的
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解题方法
【推荐3】锰酸锂(LiMn2O4)是最早制得的具有三维锂离子通道的正极材料。以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂的流程如图:
请回答下列问题:
(1)“沉铁”过程所得滤渣为白色固体,其主要成分是___ 。
(2)K2S2O8中S的化合价为+6价,则S2O82-中含过氧键的数目为__ ,反应器Ⅰ中发生反应的离子方程式__ 。
(3)反应器Ⅱ中反应温度为600~750℃。升温到515℃时,开始有CO2产生,比碳酸锂的分解温度(723℃)低得多,可能的原因是___ 。
(4)制得的锰酸锂粗产品中混有LiMnO2,写出在高温条件下反应产生LiMnO2的化学方程式___ ;称取一定量的锰酸锂粗产品于锥形瓶中,加入稀硫酸充分溶解,滴入含0.14molNa2C2O4的标准溶液时恰好完全反应,同时生成0.19molMn2+,则锰酸锂粗产品中LiMn2O4物质的量分数为___ 。 (MnO2-、Mn2O4-被还为Mn2+)
请回答下列问题:
(1)“沉铁”过程所得滤渣为白色固体,其主要成分是
(2)K2S2O8中S的化合价为+6价,则S2O82-中含过氧键的数目为
(3)反应器Ⅱ中反应温度为600~750℃。升温到515℃时,开始有CO2产生,比碳酸锂的分解温度(723℃)低得多,可能的原因是
(4)制得的锰酸锂粗产品中混有LiMnO2,写出在高温条件下反应产生LiMnO2的化学方程式
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【推荐1】某实验小组设计实验,利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应,测定溶液紫色消失所需时间的方法,研究浓度对反应速率的影响。供选择的实验药品有:0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L-1H2C2O4溶液、0.2mol·L-1H2C2O4溶液。
(1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的化学方程式为____________________________ 。
(2)请完成以下实验设计表。
①表中a=________ 、b=________ ;
②甲组实验KMnO4的平均反应速率是:____________ (用含t1的式子表示)。
(3)测得某次实验(恒温)时,溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:______ 。
(1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的化学方程式为
(2)请完成以下实验设计表。
实验 | 酸性KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | 褪色 时间/s | ||
c/(mol·L-1) | V/mL | c/(mol·L-1) | V/mL | ||
甲 | 0.01 | 4 | 0.1 | 2 | t1 |
乙 | a | 4 | b | 2 | t2 |
①表中a=
②甲组实验KMnO4的平均反应速率是:
(3)测得某次实验(恒温)时,溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:
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解题方法
【推荐2】酸性溶液与溶液反应的离子方程式为:,某同学设计如下表所示方案探究温度、浓度改变对该反应速率的影响情况。
(1)实验中a的最小值为____________ ,探究温度变化对反应速率影响情况的两组实验是________ 。
(2)____________ ,____________ ,利用实验B中数据计算,用的浓度变化表示的反应速率为________ 。
(3)他们发现,A组实验中收集的体积如图a所示;若使A组反应在绝热容器中进行,该反应的反应速率随着时间的变化如图b所示。
时间内速率变快的主要原因可能是:一是产物中是反应的催化剂;二是______________________________ 。
由图b信息知,催化剂的催化效果与其用量________ 填“有关”“无关”或“无法确定”。
实验序号 | 实验温度 | 参加反应的物质 | 溶液颜色褪至无色所需时间 | ||||
溶液含硫酸 | 溶液 | ||||||
A | 298 | 2 | 4 | a | 0 | ||
B | 2 | 3 | a | 10 | |||
C | 318 | 2 | a | 1 |
(2)
(3)他们发现,A组实验中收集的体积如图a所示;若使A组反应在绝热容器中进行,该反应的反应速率随着时间的变化如图b所示。
时间内速率变快的主要原因可能是:一是产物中是反应的催化剂;二是
由图b信息知,催化剂的催化效果与其用量
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解答题-实验探究题
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(0.65)
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解题方法
【推荐3】为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察________________ 现象,定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是________________
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为________________ ,实验中需要测量的数是________________
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为________ 。
(1)定性分析:如图甲可通过观察
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。A、B、C、D各点反应速率由快到慢的顺序为
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