高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附答案
一、化学反应速率与化学平衡
1．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。 （1）合成该物质的步骤如下：
L-1 MgSO4溶液和0.5mol·L-1 NH4HCO3溶液。 步骤1：配制0.5mol·
步骤2：用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL三颈烧瓶中，开启搅拌器。温度控制在50℃。
步骤3：将250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4：放置1h后，过滤，洗涤。
nH2O n=1～5）。 步骤5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品（MgCO3·①步骤2控制温度在50℃，较好的加热方法是_________。 nH2O沉淀的化学方程式为__________。 ②步骤3生成MgCO3·
③步骤4检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________。 nH2O中的n值。 （2）测定生成的MgCO3·
称量1.000碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入适量水，并滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，反应后期将温度升到30℃，最后将烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；重复上述操作2次。
①图中气球的作用是_________。
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是______。
③测得每7.8000g碳酸镁晶须产生标准状况下CO2为1.12L，则n值为_______。 （3）碳酸镁晶须可由菱镁矿获得，为测定某菱镁矿（主要成分是碳酸镁，含少量碳酸亚铁、二氧化硅）中铁的含量，在实验室分别称取12.5g菱镁矿样品溶于过量的稀硫酸并完全转移到锥形瓶中，加入指示剂，用0.010mol/L H2O2溶液进行滴定。平行测定四组。消耗H2O2溶液的体积数据如表所示。 实验编号 消耗H2O2溶液体积/mL 1 15.00 2 15.02 3 15.62 4 14.98
①H2O2溶液应装在_________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。
②根据表中数据，可计算出菱镁矿中铁元素的质量分数为_________ %（保留小数点后两位）。
【答案】水浴加热 MgSO4+NH4HCO3+NH3?H2O+(n-1)H2O
?MgCO3·nH2O↓+(NH4)2SO4 取最
后一次洗涤液少许于试管中，加入稀盐酸，无明显现象，然后加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀已经洗涤干净 缓冲压强（或平衡压强），还可以起到封闭体系的作用 使广口瓶中溶解的CO2充分逸出，并被NaOH溶液充分吸收 4 酸式 0.13 【解析】 【分析】
nH2O中n值、测定菱镁矿中铁的含量三部本实验题分为合成碳酸镁晶须、测定MgCO3·
分。合成碳酸镁晶须是利用MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反应生成。测定
MgCO3·nH2O中n值，采用的是加稀硫酸，和MgCO3·nH2O反应，测定产生的CO2的体积，nH2O中n值。测定菱镁矿中铁的含量的原理是将菱镁矿中的铁可以通过计算确定MgCO3·
转化为Fe2+，用H2O2溶液滴定，根据消耗的H2O2的物质的量以及电子守恒即可计算出菱镁矿中铁的含量。 【详解】
（1）①步骤2控制温度在50℃，当温度不超过100℃时，较好的加热方法是水浴加热。水浴加热既可均匀加热，又可以很好地控制温度。
nH2O沉淀的同时还得到(NH4)2SO4，②MgSO4溶液和NH4HCO3溶液、氨水反应生成MgCO3·化学方程式为：MgSO4+NH4HCO3+NH3?H2O+(n-1)H2O
?MgCO3·nH2O↓+(NH4)2SO4。
③步骤4检验沉淀是否洗涤干净，可以检验洗涤液中的SO42-，方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，加入稀盐酸，无明显现象，然后加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则沉淀已经洗涤干净。
（2）①图中气球可以缓冲压强（或平衡压强），还可以起到封闭体系的作用。 ②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是使广口瓶中溶解的CO2充分逸出，并被NaOH溶液充分吸收。
③标准状况下1.12LCO2的物质的量为0.05mol，根据碳守恒，有
7.8000g=0.05mol，解得n=4。
(84+18n)g/mol（3）①H2O2溶液有强氧化性和弱酸性，应装在酸式滴定管中。
②四次实验数据，第3次和其他三次数据偏离较大，舍去，计算出三次实验消耗H2O2溶液体积的平均值为15.00mL。n(H2O2)=0.015L×0.010mol/L=1.5×10-4mol，在H2O2和Fe2+的反应中，H2O2做氧化剂，-1价氧的化合价降低到-2价，Fe2+中铁的化合价升高到+3价，根据电子守恒，n(Fe2+)=2(H2O2)= 3×10-4mol，则m(Fe)= 3×10-4mol×56g/mol=0.0168g，实验菱镁矿中铁元素的质量分数为
0.0168×100%=0.13%。 12.5【点睛】
当控制温度在100℃以下时，可以采取水浴加热的方法。检验沉淀是否洗涤干净时需要选择合适的检测离子，选择检测的离子一定是滤液中的离子，并且容易通过化学方法检测。检验沉淀是否洗涤干净的操作需要同学记住。
2．无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体．某活动小组通过实验，探究不同温度下气体产物的组成．实验装置如下：
每次实验后均测定B、C质量的改变和E中收集到气体的体积．实验数据如下（E中气体体积已折算至标准状况）： 实验组别 温度 ① ② ③ ④ T1 T2 T3 T4 称取CuSO4质量/g 0.640 0.640 0.640 0.640 B增重质量/g 0.320 0 0.160 X4 C增重质量/g 0 0.256 Y3 0.192 E中收集到气体/mL 0 V2 22.4 33.6 （1）实验过程中A中的现象是______．D中无水氯化钙的作用是_______．
（2）在测量E中气体体积时，应注意先_______，然后调节水准管与量气管的液面相平，若水准管内液面高于量气管，测得气体体积______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）． （3）实验①中B中吸收的气体是_____．实验②中E中收集到的气体是______． （4）推测实验②中CuSO4分解反应方程式为：_______．
（5）根据表中数据分析，实验③中理论上C增加的质量Y3=_______g． （6）结合平衡移动原理，比较T3和T4温度的高低并说明理由________．
【答案】白色固体变黑 吸收水蒸气，防止影响C的质量变化 冷却至室温 偏小 SO3 O2 2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑ 0.128 T4温度更高，因为SO3分解为SO2和O2是
吸热反应，温度高有利于生成更多的O2 【解析】 【分析】
(1)根据无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体分析A中的现象，根据碱石灰和无水氯化钙的作用分析；
(2)气体温度较高，气体体积偏大，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小；
(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气；
(4)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
160g/mo10.256g＝0.004mol，
64g/mo10.004mol×80g/mol＝0.32g；SO2的质量为：0.256g，物质的量为：氧气的质量为：0.64﹣0.32﹣0.256＝0.064g，物质的量为：
0.064g＝0.002mol，
32g/mo1CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO4分解反应方程式为2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；
0.64g(5)0.64g硫酸铜的物质的量为＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
160g/mo10.004mol×80g/mol＝0.32g；SO3的质量为：0.16g，氧气的质量为：
0.0224?32＝0.032g，22.4根据质量守恒实验③中理论上C增加的质量Y3＝0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032＝0.128g； (6)根据表中实验③④的数据可知，T4温度生成氧气更多，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2。 【详解】
(1)因为无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体，故实验过程中A中的现象是白色固体变黑，因为碱石灰能够吸水，D中无水氯化钙的作用是 吸收水蒸气，防止装置E中的水进入装置C，影响C的质量变化，故答案为：白色固体变黑；吸收水蒸气，防止影响C的质量变化；
(2)加热条件下，气体温度较高，在测量E中气体体积时，应注意先冷却至室温，若水准管内液面高于量气管，说明内部气压大于外界大气压，测得气体体积偏小，故答案为：冷却至室温 偏小；
(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体，C的作用是吸收二氧化硫，E的作用是收集到氧气，故答案为：SO3；O2； (4)0.64g硫酸铜的物质的量为
0.64g＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
160g/mo10.256g＝0.004mol，
64g/mo10.004mol×80g/mol＝0.32g；SO2的质量为：0.256g，物质的量为：氧气的质量为：0.64﹣0.32﹣0.256＝0.064g，物质的量为：
0.064g＝0.002mol，
32g/mo1CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2：2：2；1，则实验②中CuSO4分解反应方程
式为2CuSO4
2CuO+2SO2↑+O2↑；
0.64g(5)0.64g硫酸铜的物质的量为＝0.004mol，分解生成氧化铜的质量为：
160g/mo10.0224?32＝0.032g，22.4实验③中理论上C增加的质量Y3＝0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032＝0.128g；
0.004mol×80g/mol＝0.32g；SO3的质量为：0.16g，氧气的质量为：
(6)根据表中实验③④的数据可知，T4温度生成氧气更多，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2，故T4温度更高，故答案为：T4温度更高，因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应，温度高有利于生成更多的O2。
3．某兴趣小组在实验室进行如下实验探究活动。 (1)设计如下实验研究2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I2的反应。
①振荡静置后C中观察到的现象是_______________________；为证明该反应存在一定限度，还应补做实验为：取C中分液后的上层溶液，然后______________(写出实验操作和现象)。
②测定上述KI溶液的浓度，进行以下操作：
I用移液管移取20.00 mL KI溶液至锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量H2O2溶液，充分反应。
II小心加热除去过量的H2O2。
III用淀粉做指示剂，用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，反应原理为：2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6。
步骤II是否可省略?____________(答“可以”或“不可以”)
步骤III达到滴定终点的现象是___________________________。巳知I2浓度很高时，会与淀粉形成稳定的包合物不易解离，为避免引起实验误差，加指示剂的最佳时机是________。
(2)探究Mn2＋对KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响。 反应原理(化学方程式)为________；
仪器及药品：试管(两支)、0.01 mol/L KMnO4酸性溶液、0.1 mol/L H2C2O4溶液、一粒黄豆大的MnSO4固体；
实验方案：请仿照教材(或同教材)设计一个实验用表格，在行标题或列标题中注明试剂及观察或记录要点。______________
【答案】溶液分层，上层水层为黄绿色，下层四氯化碳层为紫色 滴加KSCN溶液，溶液变红 不能；； 当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原 用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时，滴加淀粉指示剂，再继续滴加标准溶液 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
高考化学化学反应速率与化学平衡-经典压轴题附答案
