类型3 有关影响化学反应速率因素的探究
本类型试题主要探究某些因素对物质变化的影响。①影响过氧化氢分解制氧气快慢的主要因素有:过氧化氢溶液的浓度、温度、有无催化剂、催化剂的种类以及催化剂颗粒大小等。②影响金属与酸反应快慢的主要因素有:金属的种类、金属的纯度、金属颗粒的大小、酸的种类、酸的浓度、温度、有无催化剂等。一般会设置多组对照实验,解答时注意控制变量法的应用,然后通过反应过程的现象进行分析、比较、判断,最终得出实验结论等。
1.( 2019·滁州凤阳三模 )某兴趣小组发现铁钉生锈需要几天的时间,于是询问老师如何加快铁钉生锈的速度。老师说,氯化物可能会加快铁钉生锈的速度。 【提出问题】氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
【查阅资料】Ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐属于氯化物。 Ⅱ.铜能与氧气加热发生反应,生成黑色的CuO。 Ⅲ.CuO能与稀硫酸发生反应:CuO+H2SO4实验1:探究氯化物对铁钉生锈速度的影响
试管 ① 编号 ② ③ ④ CuSO4+H2O。
实验 1天后铁钉 表面出现红 色 7分钟时铁钉表面出现红色,20分钟后试管底部出现红色沉淀 色 2天后铁钉表现象 面出现红色 1天后铁钉 表面出现红
( 1 )对比实验①②③可以得到的结论是 氯化物能加快铁钉生锈的速度 。
( 2 )小组同学认为,试管④中的红色沉淀可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色沉淀可能是铜的理由是 CuCl2+FeFeCl2+Cu (用化学方程式解释)。
实验2:探究试管④中红色沉淀的物质组成
实验 实验操作 步骤 Ⅰ 取出试管④中的铁钉,过滤剩余物,洗涤滤纸上的物质 固体为红色 红色固体大部分溶解,溶液变为黄色 将步骤Ⅱ所得混合物过滤,洗涤、干燥滤纸上的固体后,置于石棉网Ⅲ 上充分加热 黑色固体全部溶解,溶液变为Ⅳ 向试管中加入步骤Ⅲ所得黑色固体,再加入足量稀硫酸 蓝色 红色固体变黑 实验现象 Ⅱ 将步骤Ⅰ所得红色固体加入试管中,再向试管中加入足量的试剂X
( 3 )步骤Ⅱ中所加入的试剂X是 稀盐酸(或稀硫酸) 。 ( 4 )步骤Ⅲ、Ⅳ的实验目的是 检验红色沉淀中是否含有铜 。
( 5 )由实验2可得出结论:试管④中红色沉淀的物质组成是 Cu和Fe2O3 。
( 6 )结合实验1、2的结论,对于“氯化物对铁钉生锈速度的影响”,小组同学提出了进一步的假设: 当氯化物能与铁钉反应时,可能铁钉生锈速度更快 。
2.( 2019·马鞍山模拟 )某校化学活动小组准备测定生成O2的体积并探究影响反应速率的因素。
【实验一】通过下列实验,测定二氧化锰粉末催化过氧化氢分解生成O2的体积。
( 1 )实验中,连接好装置后先检查装置的气密性,然后装好药品,最后将10 mL过氧化氢溶液 快速 ( 填“快速”或“缓慢” )推入烧瓶中,如果不这样操作,则可能造成的后果是 烧瓶内气压增大,过氧化氢溶液难以完全推入烧瓶中 。
【实验二】探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响,设计如下表实验方案。
实验 H2O2 pH 温度/℃ 30 s内收集到氧气的 体积 5 6 11 11 11 20 20 20 30 b 序号 质量分数/% 1 2 3 4 5 25 25 25 15 a
( 2 )实验1~3的实验目的是 探究溶液pH对过氧化氢分解速率的影响 。 ( 3 )a= 15 ;b= 20 。
【实验三】探究催化剂对化学反应速率的影响。
取5 mL溶质质量分数相同的H2O2溶液,三次实验中分别加入质量均为0.5 g的MnO2、红砖粉末、CuO进行实验,记录收集相同体积氧气所用时间的数据如下。
试剂 时间/s MnO2 10 红砖粉末 60 CuO 20
由此得出结论:MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用,红砖粉末无催化作用。
( 4 )你认为该结论是否正确? 不正确 ( 填“正确”或“不正确” ),为什么? 无法比较加入红砖粉末后过氧化氢分解速率与不加红砖粉末时过氧化氢分解速率的大小 。
3.( 2019·合肥瑶海区二模 )为研究“影响金属与盐酸反应剧烈程度的因素”,兴趣小组同学进行如下探究。
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响? ( 1 )【作出猜想】Ⅰ.可能与金属本身的性质有关; Ⅱ.可能与盐酸的浓度有关;
Ⅲ. 可能与酸溶液的温度有关 ( 请你填写一个合理的猜想 )。
( 2 )【实验探究】实验所用金属均已用砂纸打磨。
①实验一:为探究猜想Ⅰ,小红同学分别在两支试管中放入相同质量的锌和铁,然后分别加入同体积、同浓度的稀盐酸,观察到放有锌的试管中立即产生大量气泡,放有铁的试管中只产生少量气泡,由此得出结论,金属活动性:Zn>Fe。你认为实验一方案是否合理 不合理 (填“合理”或“不合理” ),理由是 因为没有控制好变量,还要指明两种金属的表面积或颗粒大小相同 。
②实验二:为探究猜想Ⅱ,小军同学利用图1装置进行对照实验,做了等质量且过量的锌片分别与等体积、浓度为5%、15%的稀盐酸反应。其中注射器的作用是 收集气体 ;该装置气密性的检查方法是 关闭分液漏斗活塞,将注射器活塞往里推,松手会弹回,说明气密性良好 。
③实验三:小军同学还用压强传感器替换注射器进行数字化实验,测得两次实验压强随时间的变化关系曲线如图2所示。请你根据该图中信息得出两条合理结论: 等质量的锌片与酸反应,酸的浓度越大,反应速率越快 ; 等质量且过量的锌片分别与等体积、不同浓度的稀盐酸反应时,浓度大的酸生成的氢气更多 。
( 3 )已知一种金属加入比它弱的两种金属盐溶液的混合液中,先置换出最弱的金属。小敏同学向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,溶液质量与加入锌的质量关系如图3所示。那么,在A点时,溶液里含的盐有 3 种;BC段发生的化学反应方程式为 Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu ;D点得到的固体的成分为 Ag、Cu、Zn 。
4.理科实验操作考试中,小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面产生气泡的速率明显加快,对此他产生了兴趣。
【提出问题】硫酸铜溶液是不是该反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对该实验有影响吗? 【设计并实验】室温下,小明将过量、表面积相同且已打磨过的铝片分别加入6份30 mL 10%的稀盐酸中,并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液,记录获得相同体积氢气的时间,从而确定产生氢气的速率。
混合溶液编号 饱和硫酸铜溶液/mL 水/mL 1 0 20 2 0.5 19.5 3 2.5 17.5 4 5 V 5 10 10 6 20 0
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