Question

【題目】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究化學(xué)反應(yīng)的有效方法。

Ⅰ.ClO2氣體是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑，可用NaClO3和草酸（H2C2O4）反應(yīng)制得。無水草酸100℃可以升華。某學(xué)習(xí)小組用下圖裝置模擬工業(yè)制取收集ClO2 。

（1）實(shí)驗(yàn)時裝置A需在60℃~100℃進(jìn)行的原因是 ，控制所需溫度的方法是 。

（2）電動攪拌棒的作用是 。裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有Na2CO3、ClO2和CO2等，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）在裝置C中ClO2和NaOH反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽，其中一種鹽為NaClO2 ，寫出反應(yīng)的離子方程式 。

Ⅱ. 某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2% H2O2溶液	無
②	10 mL 5% H2O2溶液	無
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液

(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_______________________。實(shí)驗(yàn)時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�你對原�?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如下圖：

分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）溫度過低，化學(xué)反應(yīng)速率較慢，溫度過高草酸升華或分解；（2分）水浴加熱（1分）

（2）將反應(yīng)物充分混合（或充分反應(yīng)、或使反應(yīng)物受熱均勻）（1分）

2NaClO3+H2C2O4Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O；（2分）

（3）2ClO2+2OH－＝ClO3－+ClO2－+H2O（2分）

Ⅱ.（1）探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（2分）向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中）（2分）（2）堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率（2分）

【解析】

試題分析：Ⅰ.（1）一般來說，升高溫度，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率增大，溫度過低，化學(xué)反應(yīng)速率較慢，無水草酸100℃可以升華，溫度過高草酸升華或分解，所以實(shí)驗(yàn)時裝置A需在60℃～100℃進(jìn)行，反應(yīng)溫度低于水的沸點(diǎn)，用水浴可使反應(yīng)容器受熱均勻，所以反應(yīng)要用水浴加熱；

（2）實(shí)驗(yàn)時電動攪拌，能增加反應(yīng)物的接觸機(jī)會，將反應(yīng)物充分混合（或充分反應(yīng)、或使反應(yīng)物受熱均勻），使反應(yīng)速率加快，裝置A中反應(yīng)物為NaClO3、H2C2O4，產(chǎn)物有Na2CO3、ClO2和CO2等，Cl（+5→+4），C（+3→+4），根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該反應(yīng)方程式為：2NaClO3 + H2C2O4 Na2CO3 + CO2↑+ 2ClO2↑+ H2O；

（3）NaOH吸收ClO2尾氣，生成物質(zhì)的量之比為1：1的兩種陰離子，一種為ClO2-，氧化還原反應(yīng)規(guī)律，另一種離子中Cl元素化合價升高，即為ClO3-，反應(yīng)的離子方程式為：2ClO2 + 2OH－＝ClO3－+ ClO2－+ H2O。

Ⅱ.（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個變量來比較，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中）；

（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知，堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。