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草酸是一種常用的還原劑,某校高三化學(xué)小組探究草酸被氧化的速率問題。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ 試劑 混合后
溶液pH
現(xiàn)象
(1 h后溶液)
試管 滴管

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a 4mL 0.01mol?L-1KMnO4溶液,幾滴濃H2SO4 2 mL0.3 mol?L-1H2C2O4溶液 2 褪為無色
b 4mL 0.01mol?L-1KMnO4溶液,幾滴濃NaOH 7 無明顯變化
c 4mL 0.01mol?L-1K2Cr2O7溶液,幾滴濃H2SO4 2 無明顯變化
d 4mL 0.01mol?L-1K2Cr2O7溶液,幾滴濃NaOH 7 無明顯變化
(1)H2C2O4是二元弱酸,寫出H2C2O4溶于水的電離方程式:
H2C2O4?HC2O4-+H+,HC2O4-?C2O42-+H+
H2C2O4?HC2O4-+H+,HC2O4-?C2O42-+H+

(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ試管a中KMnO4最終被還原為Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為:
5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O
。
(3)瑛瑛和超超查閱資料,實(shí)驗(yàn)Ⅰ試管c中H2C2O4與K2Cr2O7溶液反應(yīng)需數(shù)月時(shí)間才能完成,但加入MnO2可促進(jìn)H2C2O4與K2Cr2O7的反應(yīng)。依據(jù)此資料,吉吉和昊昊設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ 實(shí)驗(yàn)Ⅲ 實(shí)驗(yàn)Ⅳ
實(shí)驗(yàn)操作 菁優(yōu)網(wǎng)   菁優(yōu)網(wǎng) 菁優(yōu)網(wǎng) 
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 6 min后固體完全溶解,溶液橙色變淺,溫度不變 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化
實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是:
排除實(shí)驗(yàn) II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能性
排除實(shí)驗(yàn) II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能性
。
(4)睿睿和萌萌對(duì)實(shí)驗(yàn) II繼續(xù)進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)溶液中Cr2O72-濃度變化如圖:
臧臧和蔡蔡認(rèn)為此變化是通過兩個(gè)過程實(shí)現(xiàn)的。
過程i。MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+。
過程ii。
Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng)
Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng)

①查閱資料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-。
針對(duì)過程i,可采用如下方法證實(shí):
將0.0001 mol MnO2加入到6 mL
0.1mol/LH2C2O4溶液(調(diào)至pH=2)
0.1mol/LH2C2O4溶液(調(diào)至pH=2)
中,固體完全溶解;從中取出少量溶液,加入過量PbO2固體,充分反應(yīng)后靜置,觀察到
上清液為紫色
上清液為紫色
。
②波波和姝姝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證實(shí)了過程ii成立,她們的實(shí)驗(yàn)方案是
將2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL 0.01mol/LK2Cr2O7溶液混合,調(diào)至pH=2,加入0.0001molMnSO4固體,6min后溶液橙色變淺
將2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL 0.01mol/LK2Cr2O7溶液混合,調(diào)至pH=2,加入0.0001molMnSO4固體,6min后溶液橙色變淺
。
(5)綜合以上實(shí)驗(yàn)可知,草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與
氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑
氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑
有關(guān)。
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【答案】H2C2O4?HC2O4-+H+,HC2O4-?C2O42-+H+;5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O;排除實(shí)驗(yàn) II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能性;Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng);0.1mol/LH2C2O4溶液(調(diào)至pH=2);上清液為紫色;將2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL 0.01mol/LK2Cr2O7溶液混合,調(diào)至pH=2,加入0.0001molMnSO4固體,6min后溶液橙色變淺;氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑
【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)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:2難度:0.6
相似題
  • 1.為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
    實(shí)驗(yàn)一:探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,氣密性已檢查。
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    已知FeSO4+NO═[Fe(NO)]SO4,該反應(yīng)較緩慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+時(shí)突顯明顯棕色。
    (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜,緩慢滴入稀硝酸,該實(shí)驗(yàn)操作的目的是
     
    。
    (2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    (3)本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中,若有NO2,則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
     
    ;若只有NO生成,則B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
     

    實(shí)驗(yàn)二:探究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),利用圖示裝置測(cè)定溶液突顯明顯棕色的時(shí)間。
    序號(hào)溫度銅片/g硝酸/mL硝酸銅/g
    125℃
    225℃5200.5
    325℃5201.0
    (4)請(qǐng)將上表中實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整
     

    (5)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:2引用:1難度:0.5
  • 2.如圖1所示,某興趣小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開始時(shí)氣泡產(chǎn)生速率非常慢,一段時(shí)間后速率明顯加快,燒瓶?jī)?nèi)溶液呈淺藍(lán)色并不斷加深,液面上方的氣體顏色也在不斷加深.該小組同學(xué)擬通過實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率變化的原因.
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    (1)圖1中銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為
     
    ;
    用離子方程式表示NaOH溶液所起的作用
     
    ;
    (2)小組同學(xué)提出了如下假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究:
    Ⅰ.甲同學(xué)認(rèn)為是反應(yīng)放熱導(dǎo)致溶液溫度升高所致,完成此實(shí)驗(yàn)還需要的儀器是
     
    ;
    測(cè)定反應(yīng)過程中溶液不同時(shí)間的溫度,結(jié)果如表:

    時(shí)間/min05101520253550607080
    溫度/℃25262626262626.527272727
    結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù),你得出的結(jié)論是
     
    ;
    Ⅱ.乙同學(xué)認(rèn)為生成的Cu2+對(duì)反應(yīng)有催化作用,為驗(yàn)證此假設(shè),取A、B兩支試管分別加入等量的銅片和稀硝酸,那么最好是在其中一支試管中加入少量的
     
    (填序號(hào)),
    A.硝酸銅晶體        B.硝酸銅溶液        C.硫酸銅晶體        D.硫酸銅溶液
    然后對(duì)比兩支試管的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象基本相同.因此得出結(jié)論:Cu2+并不是反應(yīng)的催化劑.
    Ⅲ.丙同學(xué)根據(jù)現(xiàn)象推測(cè)反應(yīng)過程中還有少量
     
     生成,進(jìn)而認(rèn)為該物質(zhì)對(duì)反應(yīng)有催化作用,如圖2所示,實(shí)驗(yàn)中丙同學(xué)從a處通入該物質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)左管中產(chǎn)生氣泡速率明顯快于右管.小組同學(xué)得出最后結(jié)論:這種物質(zhì)對(duì)銅和稀硝酸的反應(yīng)有催化作用.
    (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)試管中溶液呈綠色,而不顯藍(lán)色.部分同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致,另一部分同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了通入的物質(zhì).請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來證明哪種假設(shè)正確.(寫出實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論)
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:9引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).
    實(shí)驗(yàn)一 探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物.
    實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,氣密性已檢查.
    已知:FeSO4+NO═[Fe(NO)]SO4,該反應(yīng)較緩慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+時(shí)突顯明顯棕色.
    (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜,緩慢滴入稀硝酸,該實(shí)驗(yàn)操作的目的是
     

    (2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    (3)本實(shí)驗(yàn)A生成的氣體中,若有NO2,B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
     
    ;若只有NO生成,B的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
     

    實(shí)驗(yàn)二 探究銅和稀硝酸反應(yīng)速率先慢后快的原因
    經(jīng)過實(shí)驗(yàn)一,測(cè)得硝酸的濃度<6mol?L-1,只有NO生成.當(dāng)銅片與5mol?L-1硝酸反應(yīng)時(shí),開始時(shí)反應(yīng)非常緩慢,一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快.為探究此反應(yīng)的反應(yīng)速率先慢后快的原因,進(jìn)行如下探究:
    探究一:研究反應(yīng)過程的溫度變化對(duì)反應(yīng)速率的影響
    實(shí)驗(yàn)所得曲線和現(xiàn)象記錄如圖2及表一.
    (表一)
    間/min現(xiàn)象
    0~15銅表面出現(xiàn)氣泡,但速度很慢
    25溶液有很淺的藍(lán)色,氣泡生成速度加快
    30氣泡生成速度較快,均勻冒出
    45洗氣瓶中可見少量淡棕色的物質(zhì)
    50溶液中藍(lán)色明顯變深,洗氣瓶中突顯明顯棕色
    (4)獲得圖2數(shù)據(jù)所需的測(cè)量?jī)x器有
     

    (5)從上述圖表分析可得到的結(jié)論是
     

    (表二)
    序號(hào)溫度銅片/g硝酸/mL硝酸銅/g
    125℃
    225℃5200.5
    325℃5201.0
    探究二:研究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)速率的影響
    設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),利用圖1裝置測(cè)定溶液突顯明顯棕色的時(shí)間.
    (6)請(qǐng)將表二中將實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)條件填寫完整①
     
     ②
     
     ③
     

    (7)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€需要繼續(xù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是
     

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:34引用:2難度:0.5
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