某化學實驗小組發(fā)現(xiàn)鎂和NaHCO3溶液可以反應生成氣體,且比鎂和水的反應速率快,通過實驗探究速率加快取決于哪些粒子,同時分析氣體的成分。
Ⅰ.探究加快速率的粒子
(1)甲同學推測加快速率的粒子有兩種:
①Na+能加快化學反應速率;
②HCO3-能加快化學反應速率。
為驗證猜想,進行了如下實驗:
對照組 | 1 mol/LNaHCO3溶液(pH=8.4) | 持續(xù)產生大量氣泡,溶液略顯渾濁 |
實驗組1 | 1 mol/LKHCO3溶液 | 持續(xù)產生大量氣泡,溶液略顯渾濁 |
實驗組2 | 1 mol/LNaNO3溶液 | 鎂表面有極微量氣泡附著 |
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
;實驗組1得到的結論是 Na+對實驗無影響
Na+對實驗無影響
;為控制變量與對照組一致;實驗組2應在1mol/LNaNO3溶液中 滴加NaOH溶液至pH=8.4
滴加NaOH溶液至pH=8.4
。Ⅱ.探究氣體的成分
(2)乙同學向反應容器中滴加幾滴洗潔精,形成大量泡沫時點燃氣泡,聽到有爆鳴聲;再將產生的氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁。由此推測氣體成分為
H2和CO2
H2和CO2
。經(jīng)查閱文獻得知,NaHCO3溶液可以通過自耦電離(2HCO3-?CO32-+H2CO3)產生CO2,該反應的平衡常數(shù)為 1.04×10-4
1.04×10-4
(保留3位有效數(shù)字)。(已知:H2CO3電離常數(shù)Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11)(3)丙同學認為乙同學的推測不夠嚴謹,逸出的氣體會帶出少量溶液也能使澄清石灰水變渾濁,于是利用CO2傳感器檢測放出的氣體中是否含有CO2。
實驗組3 | 取6mL1mol/LNaHCO3溶液加入250mL塑料瓶,塞緊CO2傳感器,采集數(shù)據(jù)15min,記錄液面上方CO2濃度的變化,重復實驗2次。 |
實驗組4 | 取6mL1mol/LNaHCO3溶液,0.1g打磨好的鎂條加入250mL塑料瓶,實驗操作同上。 |
實驗組5 | 用上述同樣方法采集15min空塑料瓶中CO2濃度的數(shù)據(jù)。 |
由圖象可知,加入Mg條后,CO2釋放受到抑制,原因是
Mg和NaHCO3溶液反應使溶液中的H+被消耗,反應體系的堿性增強,不利于CO2釋放
Mg和NaHCO3溶液反應使溶液中的H+被消耗,反應體系的堿性增強,不利于CO2釋放
;實驗時取少量NaHCO3溶液、少量鎂條的原因是 當容器中反應物量大時,產生的熱量會加速NaHCO3溶液分解
當容器中反應物量大時,產生的熱量會加速NaHCO3溶液分解
。【考點】探究影響化學反應速率的因素.
【答案】HCO3-+H2O?H2CO3+OH-;Na+對實驗無影響;滴加NaOH溶液至pH=8.4;H2和CO2;1.04×10-4;Mg和NaHCO3溶液反應使溶液中的H+被消耗,反應體系的堿性增強,不利于CO2釋放;當容器中反應物量大時,產生的熱量會加速NaHCO3溶液分解
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.6
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(1)為探究溫度對化學反應速率的影響,應選擇實驗
(2)為探究催化劑對化學反應速率的影響,同時探究催化劑不同催化效果不同,應選擇實驗
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3.(一)Fenton法常用于處理含有難降解有機物的工業(yè)廢水,通常是在調節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產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,探究有關因素對該降解反應速率的影響.實驗中控制p-CP的初始濃度相同,恒定實驗溫度在298K或313K下設計如下對比實驗(其余實驗條件見下表):
實驗序號 實驗目的 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系如圖所示.請根據(jù)實驗①曲線,計算降解反應在50-300s內的平均反應速率v(p-CP)=
(3)實驗①②表明,溫度與該降解反應速率的關系是
(二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反應為2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反應速率和I-、Fe3+的濃度關系為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-濃度對反應速率的影響
(三)一定溫度下,反應FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)的化學平衡常數(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.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
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