某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能將其中的Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，草酸被氧化成CO2．某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe（SO4）4?24H2O]可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下：
在25℃下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表如下：
| 驗(yàn)編號(hào) | 初始pH | 廢水樣品體積/mL | 草酸溶液體積/mL | 蒸餾水體積/mL |
| ① | 4 | 60 | 10 | 30 |
| ② | 5 | 60 | 10 | 30 |
| ③ | 5 | 60 | a | 20 |
（1）寫(xiě)出K2Cr2O7溶液中存在的平衡
Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中a=
20
20
（3）上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cr2O72-與草酸的物質(zhì)的量之比為
1：3
1：3
。（4）實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明
溶液pH越小，反應(yīng)速率越大
溶液pH越小，反應(yīng)速率越大
；實(shí)驗(yàn)①中0～t1時(shí)間段反應(yīng)速率v（Cr3+）=2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
（5）該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe（SO4）4?24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假
設(shè)二和假設(shè)三：
假設(shè)一：Fe2+起催化作用：假設(shè)二：
Al3+起催化作用
Al3+起催化作用
；假設(shè)三：SO42-起催化作用
SO42-起催化作用
；……（6）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。（除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外，可供選
擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O、Al2（SO4）3等。溶液中Cr2O72-的濃度可用儀器測(cè)定）
| 實(shí)驗(yàn)方案 | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 |
| 用等物質(zhì)的量的 K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O 代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) |
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．
【答案】Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+；；20；1：3；溶液pH越小，反應(yīng)速率越大；；Al3+起催化作用；SO42-起催化作用；K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O
c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：23引用：3難度：0.6
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T(mén)2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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