某化学实验小组发现镁和NaHCO3溶液可以反应生成气体,且比镁和水的反应速率快,通过实验探究速率加快取决于哪些粒子,同时分析气体的成分。
Ⅰ.探究加快速率的粒子
(1)甲同学推测加快速率的粒子有两种:
①Na+能加快化学反应速率;
②HCO3-能加快化学反应速率。
为验证猜想,进行了如下实验:
对照组 | 1 mol/LNaHCO3溶液(pH=8.4) | 持续产生大量气泡,溶液略显浑浊 |
实验组1 | 1 mol/LKHCO3溶液 | 持续产生大量气泡,溶液略显浑浊 |
实验组2 | 1 mol/LNaNO3溶液 | 镁表面有极微量气泡附着 |
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-
;实验组1得到的结论是 Na+对实验无影响
Na+对实验无影响
;为控制变量与对照组一致;实验组2应在1mol/LNaNO3溶液中 滴加NaOH溶液至pH=8.4
滴加NaOH溶液至pH=8.4
。Ⅱ.探究气体的成分
(2)乙同学向反应容器中滴加几滴洗洁精,形成大量泡沫时点燃气泡,听到有爆鸣声;再将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊。由此推测气体成分为
H2和CO2
H2和CO2
。经查阅文献得知,NaHCO3溶液可以通过自耦电离(2HCO3-⇌CO32-+H2CO3)产生CO2,该反应的平衡常数为 1.04×10-4
1.04×10-4
(保留3位有效数字)。(已知:H2CO3电离常数Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11)(3)丙同学认为乙同学的推测不够严谨,逸出的气体会带出少量溶液也能使澄清石灰水变浑浊,于是利用CO2传感器检测放出的气体中是否含有CO2。
实验组3 | 取6mL1mol/LNaHCO3溶液加入250mL塑料瓶,塞紧CO2传感器,采集数据15min,记录液面上方CO2浓度的变化,重复实验2次。 |
实验组4 | 取6mL1mol/LNaHCO3溶液,0.1g打磨好的镁条加入250mL塑料瓶,实验操作同上。 |
实验组5 | 用上述同样方法采集15min空塑料瓶中CO2浓度的数据。 |

由图象可知,加入Mg条后,CO2释放受到抑制,原因是
Mg和NaHCO3溶液反应使溶液中的H+被消耗,反应体系的碱性增强,不利于CO2释放
Mg和NaHCO3溶液反应使溶液中的H+被消耗,反应体系的碱性增强,不利于CO2释放
;实验时取少量NaHCO3溶液、少量镁条的原因是 当容器中反应物量大时,产生的热量会加速NaHCO3溶液分解
当容器中反应物量大时,产生的热量会加速NaHCO3溶液分解
。【考点】探究影响化学反应速率的因素.
【答案】HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-;Na+对实验无影响;滴加NaOH溶液至pH=8.4;H2和CO2;1.04×10-4;Mg和NaHCO3溶液反应使溶液中的H+被消耗,反应体系的碱性增强,不利于CO2释放;当容器中反应物量大时,产生的热量会加速NaHCO3溶液分解
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:21引用:1难度:0.6
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1.控制变量法是化学实验的常用方法之一,如图所示实验探究影响反应速率的因素是( )
发布:2024/12/30 14:0:1组卷:43引用:3难度:0.6 -
2.为探究影响化学反应速率的因素,某研究小组设计了如下五个实验。按要求回答下列问题(已知:Cu2+、Fe3+对H2O2的分解起催化作用)。
(1)为探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验
(2)为探究催化剂对化学反应速率的影响,同时探究催化剂不同催化效果不同,应选择实验
(3)通过观察发现实验⑤比实验③现象明显,其原因是
(4)根据上述实验,用H2O2快速制取少量O2,可采取的三条措施为发布:2024/12/30 14:30:1组卷:8引用:5难度:0.5 -
3.(一)Fenton法常用于处理含有难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物.现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响.实验中控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K下设计如下对比实验(其余实验条件见下表):
实验序号 实验目的 T/K pH c/10-3mol•L-1 H2O2 Fe2+ ① 为以下实验作参照物 298 3 6.0 0.30 ② 探究温度对降解反应速率的影响 313 3 6.0 0.30 ③ 298 10 6.0 0.30
(2)实验测得不同实验编号中p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示.请根据实验①曲线,计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v(p-CP)=
(3)实验①②表明,温度与该降解反应速率的关系是
(二)已知Fe3+和I-在水溶液中的反应为2I-+2Fe3+=2Fe2++I2.正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为v=kcm(I-)cn(Fe3+)(k为常数)
(4)请分析下表提供的数据回答以下问题:c(I-)/(mol•L-1) c(Fe3+)/(mol•L-1) v/(mol•L-1•s-1) (1) 0.20 0.80 0.032k (2) 0.60 0.40 0.144k (3) 0.80 0.20 0.128k
A.m=1,n=1 B.m=1,n=2 C.m=2,n=1 D.m=2,n=2
②I-浓度对反应速率的影响
(三)一定温度下,反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)的化学平衡常数为3.0,该温度下将2mol FeO、4mol CO、5mol Fe、6mol CO2加入容积为2L的密闭容器中反应.请通过计算回答:
(5)v(正)发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.5
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