中考化学二轮复习 科学探究题特训专题8 影响化学反应的因素（含解析）

专题8影响化学反应速率的因素1．（2019·山东泰安）控制变量是实验探究的重要方法。下列实验设计不能达到实验目的的是（）铁片铁片—10%盐酸10%硫酸—镁片CO210mL10mL水酒精50mL50mL冷水50mL热水A．探究铁、镁金属活动性强弱B．探究二氧化碳与水是否发生反应C．探究不同溶剂中物质溶解性大小D．探究温度对分子运动快慢的影响【答案】A【解析】A中探究铁、镁的金属活动性强弱时，所取酸的种类、浓度、体积和温度等都需要相同，两种金属的质量、形状等也需要相同。2．铁与其他金属的活动性强弱的探究。铁、铝、铜是日常生活中使用量最大的金属，某化学兴趣小组找到铁、铝、铜这三种金属，进行以下实验。（1）将这三种打磨光亮后如图进行实验，加入等体积相同浓度的稀盐酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断这三种金属的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是。（2）老师告诉兴趣小组的成员，只要再找一种试剂，就可通过实验操作和对应现象得出这三种金属活动性强弱的顺序，则下列三种试剂中符合要求的有（填字母）。A．稀硫酸B．硫酸铝溶液C．硫酸亚铁溶液【答案】（1）把铁片改成铁丝才能进行比较；（2）C【解析】（1）对照实验的设计只允许有一个变量，金属种类不同属于变量，其它量相同，把铁片改成铁丝才能进行比较；（2）分别将铜丝和铝丝插入硫酸亚铁溶液中，铜不反应说明排在铁后面，铝能反应说明排在铁的前边。3．对比学习有利于发现事物的共性与个性．为探究酸的性质，同学们进行了如下实验．实验内容实验现象分析与结论醋酸晶体试管内，醋酸溶液试管中镁带表面冒气泡．酸的很多反应通常在水溶液中才能完成．（填“浓”或“稀”）硫酸使白纸炭化．即使是同种酸，由于不同，它们的性质不完全相同．两试管中均产生不同的酸具有相似的性质，这是因为酸的组成中都含有（填符号）．E试管中产生，F试管中无明显现象．不同的酸根会导致酸的“个性”差异．因此，可用氯化钡溶液鉴别盐酸和硫酸．洗试管时，小乔同学将C、F两试管中的无色液体同时倒入一个洁净的废液缸，废液缸中立刻冒气泡并出现白色沉淀．请分析上述现象并回答：Ⅰ．废液缸中产生气体的化学方程式为。Ⅱ．废液缸里最终产生的白色沉淀中一定有硫酸钡，可能有（填化学式）。【答案】（1）无变化（2）浓；浓度（3）气泡；H+（4）白色沉淀（5）Ⅰ、Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；Ⅱ、BaCO3【解析】（1）图1中，醋酸晶体试管内无变化，醋酸溶液试管中镁带表面冒气泡；酸的很多反应通常在水溶液中才能完成；（2）图2中，浓硫酸使白纸炭化，即使是同种酸，由于浓度不同，它们的挥发性大小不同；（3）图3中，两试管中均产生气泡，不同的酸具有相似的性质，这是因为酸的组成中都含有氢离子；（4）图4中，E试管中产生白色沉淀，F试管中无明显现象，不同的酸根会导致酸的“个性”差异．因此，可用氯化钡溶液鉴别盐酸和硫酸；（5）将C、F两试管中的无色液体同时倒入一个洁净的废液缸，废液缸中立刻冒气泡并出现白色沉淀，发生的反应是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳，硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，配平即可。4．小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器收集20mLO2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝其现象如表所示。观察对象现象①干燥的普通铁丝没有明显变化②潮湿的普通铁丝较多红褐色锈斑③潮湿的纯铁丝没有明显变化（1）步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是。（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是。（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是。【答案】（1）在b口放带火星的木条，如果木条复燃，则装满氧气（2）潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑；注射器中氧气减少（3）水分和金属的内部结构【解析】（1）步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是：在b口放带火星的木条，如果木条复燃，则装满氧气。（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是：潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑；注射器中氧气减少。（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是：水分和金属的内部结构，因为“潮湿的纯铁丝”和“潮湿的普通铁丝”的变量是“有无碳和其他杂质”。5．兴趣小组借助如图装置（夹持装置已略）及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。（1）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是除锈。（2）铁生锈发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气和水反应生成氢氧化亚铁，请写出该反应的化学反应方程式。（3）已知试管剩余空间和导管的体积为20mL，导管截面积约为1cm2，充分反应后，形成稳定液柱时，读取读数为4.1cm，则空气中氧气的体积分数为%（保留小数点后一位）。（4）实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，现对影响铁生锈速率的因素作如下分析：【提出假设】假设一：溶液的酸碱度；假设二：NaC1溶液的浓度；请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素。假设三：。【实验探究】借助上述实验装置，通过控制铁钉用量等其他条件均相同时，调节溶液的pH获得了如表实验数据：pH2.05.56.06.57.08.0液柱高度（cm）00.64.14.14.14.1形成稳定液柱时间（min）3.03.05.15.315.617.5【实验结论】根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是；还可以采取何种方法进一步缩短实验时间（答一条即可）。【实验反思】当pH＝2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是。【答案】（1）除锈（2）2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2（3）20.5（4）温度【实验结论】6.0～6.5；在较高的环境温度下实验【实验反思】pH等于2时酸性较强，铁与酸反应产生H2导致装置内压强较大。【解析】（1）铁暴露在空气中，容易生锈，形成变面的氧化物，所以实验前进行打磨，已除去表面的氧化物，利于实验进行。（2）反应物为铁、氧气和水，生成物为氢氧化亚铁，书写化学方程式注意配平即可；故答案为：2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2。（3）液柱上生的高度乘以导管横截面积则是消耗氧气的体积，所以氧气体积＝1cm2×4.1cm＝4.1cm3＝4.1mL，所以氧气体积分数=4.1mL（4）【提出假设】影响反应速率因素除了上述猜想外，如升高温度，增加分子运动速率，利用反应进行，加快反应速率。【实验结论】根据实验数据可知，在pH为6.0到6.5之间时，形成稳定液柱的时间较短，所以最佳pH为6.0～6.5；加快反应进行的速度，可以提高温度，因此可以在较高温度下进行反应。【实验反思】在pH＝2时，溶液酸性较强，铁与酸反应生成了氢气，试管内生成气体增多，导致内部压强增大，不会形成液柱。5.（2019·河北）兴趣小组在课外实验中意外发现：将镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生较多气泡，有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。探究l：反应产生的气体是什么？【作出猜想】小组同学经查阅资料和讨论，根据化学变化过程中元素不变，且反应物中含有_____________________三种元素，作出如下猜想：氢气；②二氧化碳；③氢气和二氧化碳。【实验1】取适量镁条、100mLNa2CO3：溶液于反应装置A中，按图21所示方案进行实验。B中石灰水不变浑浊；C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。（1）反应装置A应选用图22中的________（填写序号）。（2）小组同学讨论认为，上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠，且仍能一次性地验证三个猜想，只需在图21所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是___________________________________________。探究Ⅱ：快速产生气体的原因是什么？【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气；Na2CO3溶液显碱性，其溶液中除Na+、外，还有OH-。【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。【实验2】按图23所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡，H中快速产生较多气泡，说明是而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。（1)G中实验的作用是________________。（2）试剂X是________________________。探究III：反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3？【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。试剂Y及实验现象为__________________________________________________；该反应的化学方程式为___________________________________________________。反思交流：有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发，通过深入研究而实现的。【答案】探究Ⅰ【作出猜想】氢、碳、氧【实验1】（1）A（2）在B、C装置之间增加气体干燥装置探究Ⅱ【实验2】（1）作为对比，证明镁与水反应比较缓慢（2）氢氧化钠探究Ⅲ【实验3】试剂Y是稀盐酸，加入稀盐酸后，观察到固体溶解且有气泡产生MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑【解析】探究Ⅰ【作出猜想】根据题目信息，猜想可能产生的气体有氢气和二氧化碳，根据反应前后元素种类不变，反应前有镁和碳酸钠溶液，碳酸钠溶液中含有碳酸钠和水，结合气体的组成，可知要填的三种元素是氢、碳、氧。【实验1】（1）因为镁条是固体，碳酸钠溶液是液体，且反应不需要加热，所以选择固液常温型装置，结合加入的碳酸钠溶液的体积，可知应该选择容积较大的仪器作发生装置，即选D。（2）因为反应前溶液中本就有水存在，反应产生气体后会带出部分水蒸气，因此仅根据烧杯内壁有水珠还不能说明产生的气体就是氢气。要想验证这一结论，并同时验证其他猜想不正确，可在B、C之间增加一个干燥装置，除去气体中带有的水蒸气，排除水蒸气的干扰即可。探究Ⅱ【实验2】（1）G是用镁条和水做实验，目的是与H、I形成对比，证明只有水时镁条反应缓慢。（2）根据实验2的结论“说明是CO32-而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应”，可知I实验是验证有Na+、OH-时镁与水反应是否加快，所以X中须含有Na+、OH-，即X是NaOH。探究Ⅲ【实验3】根据质量守恒定律，镁与水反应生成氢气和氢氧化镁，若要证明沉淀中有碳酸镁，可选择加酸的方法。如取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入稀盐酸，若观察到沉淀溶解且有气泡产生，则可说明沉淀中含有碳酸镁。盐酸与碳酸镁反应的化学方程式为MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑。6．（2019·北京）如图“黑面包”实验中，蔗糖（C12H22O11）变黑，体积膨胀,变成疏松的炭，放出有刺激性气味的气体。【提出问题】改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢?【进行实验】分别取5g糖粉进行实验，根据前2min的现象对实验效果进行评分，记录如下：表1实验记录实验糖浓硫酸体积/mL水的滴数温度/℃效果得分1蔗糖4522652蔗糖51030813蔗糖61550934冰糖41050915冰糖51522886冰糖a530757葡萄糖4153008葡萄糖555009葡萄糖610220【处理数据】分析表1，计算效果得分均值，结果如下：表2 效果得分均值因素糖浓硫酸体积/mL水的滴数温度/℃蔗糖冰糖葡萄糖45651015223050均值79.784.7052.056.356.046.757.360.351.052.061.3依据均值推断最佳实验方案，均值越高，效果越好。【解释与结论】（1）蔗糖变成黑色的炭，发生了_____________（填“物理”或“化学”）变化。（2）推测放出的气体含SO2，从元素守恒角度说明理由：________________________________。（3）实验6中，a为_____________mL。（4）根据表2推断，“黑面包”实验最好选择5g冰糖、5mL浓硫酸、_____滴水和50℃【反思与评价】（5）表2中，22℃对应的均值为51.0，计算该值所依据的3个数据分别是________________________________。（6）综合分析，使实验3的效果得分高于实验4的因素有________________________________。【答案】（1）化学（2）浓硫酸中有硫元素和氧元素，蔗糖中含有氧元素，则生成物中也会有硫元素和氧元素（3）6 （4）15 （5）65，88，0 （6）浓硫酸的体积和水的滴数【解析】（1）蔗糖变成黑色的炭，产生新物质属于化学变化；（2）根据质量守恒定律，在化学反应前后元素的种类没有发生变化，由于浓硫酸中有硫元素和氧元素，蔗糖中含有氧元素，则生成物中也会有硫元素和氧元素，所以生成的气体含有SO2；（3）分析题中在蔗糖、冰糖、葡萄糖滴入的浓硫酸的体积可知，a=6；（4）分析表2数据可知5g糖粉中冰糖效果最好，浓硫酸体积为5mL，效果最好，水的滴数为15，效果最好，温度为50℃，效果最好；综上所述应选择50℃时，5g冰糖，5mL浓硫酸，15滴水来进行实验效果最好；（5）通过查阅表1可以得出22℃时，三个实验的效果值为65，88，0；（6）分析表中数据，实验3和实验4浓硫酸的体积和水的滴数不同，造成效果不同，所以使实验3的效果得分高于实验4的因素有浓硫酸的体积和水的滴数。7．老师的指导下进行“模拟酸雨形成”的相关实验。【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验：【问题与猜想】亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：猜想1.加热不够充分猜想2.与空气中氮气有关猜想3.与空气中氧气有关【探究与验证】填写表格中的空格。编号操作现象结论1将图一中红色液体继续加热至沸腾仍为红色猜想1不正确2如图二所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热先变红后变紫猜想2不正确3如图二所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热4如图二所示，先通入适量SO2，再改通入，最后用酒精灯微热猜想3成立【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。【应用与拓展】收集某硫酸厂（生产过程中产生SO2）附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表：测定时间5：055：155：255：355：45pH4.954.944.864.854.85（1）分析表中数据，5：15至5：25时间段内水样中主要酸性溶质有；（2）实验社团提出一种处理废气的方案如右图，利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2，写出该反应的化学方程式：。【答案】【探究与验证】先变红后变紫氧气先变红，后仍为红色【应用与拓展】（1）H2SO3和H2SO4（2）2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2【解析】【探究与验证】猜想2不正确，说明加热后溶液不变紫色与氮气无关，所以实验3的现象与实验2的相同，即先变红，后变成紫色；猜想3正确，说明加热溶液不变此色与氧气有关，所以通入二氧化硫后，应该再通入氧气，最后用酒精灯微热，可观察到溶液变红色，且加热后仍然显红色。【应用与拓展】（1）根据表中数据，雨水的pH随时间变化逐渐减小，说明酸性增强，直至放置30分钟后才稳定，5：15至5：25时间段内水样酸性正增强，所以水样中的酸性溶质主要有硫酸和亚硫酸（H2SO4和H2SO3）。（2）废气处理方案是利用碳酸钙、氧气将二氧化硫转化为硫酸钙，同时生成二氧化碳，反应的化学方程式为2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2。9．（2019•威山东海）探究辨真伪如图7，用一次性塑料水杯盛鲜榨果汁时，常用带皮柠檬片作装饰。网上传言，柠檬皮可以溶解这种水杯中的聚苯乙烯，危害人体健康，这种说法是真的吗?为了查明真相，小东用泡沫饭盒(主要成分是聚苯乙烯)和柠檬皮进行探究.(1)探究一:柠檬皮真的能溶解聚苯乙烯吗?进行实验：将柠檬皮研磨成酱，取一匙涂在泡沫饭盒上，2分钟后饭盒光滑的表面变得凹凸不平，5分钟后凹凸更加明显，10分钟后出现很多小孔.结论与解释：柠檬皮中含有柠檬烯(C10H16)，柠檬烯是一种(填“有机”或“无机”)______________溶剂，可以溶解聚苯乙烯。反思交流：用一次性塑料水杯喝水时，聚苯乙烯不会进入人体，放了带皮柠檬片后，聚苯乙烯会被溶解而进入人体，这说明物质的溶解性与_____________有关。一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为______________，果汁加工厂的大量柠檬皮被丢弃浪费，对此你有什么建议_____________________________。(2)探究二:酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?实脸用品:泡沫饭盒、柠檬皮酱、食醋、纯碱溶液、食盐水、水.查阅资料:酸性溶液、碱性溶液均不能溶解聚苯乙烯.进行实验:①取一匙柠檬皮酱，与2mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上；②取一匙柠柠檬皮酱，与2mL(写溶质化学式)_______混合均匀后涂在泡沫饭盒上；③取一匙柠檬皮酱，与2mL(写溶质化学式)_____________混合均匀后涂在泡沫饭盒上。该实验方案中采用了对照实验的方法，请指出其中的对照实验(填实验编号):第一组对照实验_____________，第二组对照实验____________________。5分钟后观察到三个泡沫饭盒表面的凹凸程度几乎相同，实验结论为____________________。(3)探究三:温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?请将下表填写完整(柠檬皮中的成分在实验温度下性质稳定)。实验步骤实验现象实验结论温度越高，越不利于柠檬皮酱溶解聚苯乙烯解释实验结论：_____________________________。【答案】(1)有机溶剂的种类(或济剂的性从)自色污染可以用柠檬皮处理一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯以减少自色污染(合理即可)(2)CH3COOH(或Na2CO3)Na2CO3(或CH3COOH)①②(或①③)、①③(或①②)酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响(3)实验步骤实验现象实验结论分别取两匙柠檬皮酱，一份加热.一份不加热，分别涂在泡沫饭盒上，2分钟后观察现象涂加热柠檬皮酱的泡沫饭盒凹凸不明显，涂不加热拧檬皮酱的泡沫饭盒凹凸明显温度越高，聚苯乙烯在柠檬烯(或柠檬皮酱)中的溶解度越小【解析】(1)柠檬烯中含有碳元素，是有机物，物质的溶解性大小影响因素主要是溶质和溶剂的种类，