1、备战高考化学二轮化学反应速率与化学平衡专项培优易错 难题附答案解析一、化学反应速率与化学平衡1 用 H2O2 、 KI 和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。（1）资料 1：KI在该反应中的作用：。总反应的化学方程式是H2O2 I H2O IO ； H2O2IO H2OO2 I_。（2）资料 2：H2O2 分解反应过程中能量变化如图所示，其中有KI 加入，无 KI 加入。下列判断正确的是_（填字母）。a. 加入 KI 后改变了反应的路径b. 加入 KI 后改变了总反应的能量变化c. H2O2 I H2 O IO 是放热反应（3）实验中发现，
2、 H2O2与 KI 溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。资料 3： I2 也可催化 H2O2 的分解反应。加 CCl4 并振荡、静置后还可观察到_，说明有 I2 生成。气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. _。以下对照实验说明i 不是主要原因：向 H2O2溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、 B 两试管中。 A 试管加入 CCl4，B 试管不加4，分别振荡、静置。观察到的现象是_ 。CCl（ 4）资料 4：I （ aq） I2（ aq） ? I3（ aq） K 640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行
3、实验：向20 mL 一定浓度的 H2O2 溶液中加入10mL 0.10mol L 1 KI 溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：微粒II23I浓度 / （ mol L1）2.5 10 3a4.0 10 3 a _。该平衡体系中除了含有I， I2， I3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是_。【答案】2H2O2 KI2H2O O2a下层溶液呈紫红色在水溶液中I2 的浓度降低A 试管中产生气泡明显变少；B 试管中产生气泡速率没有明显减小2.510 3 2c（ I2） c（ I ） 3c（ I3 ） 0.033mol L 1【解析】【分析】 H2O H2O O2（1） H2O2 IIO , H2O2 I
4、OI , 把两式加和，即可得到总反应的化学方程式。（2） a. 加入 KI 后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a 正确；b. 加入 KI 后，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确；c. 由图中可知， H2是吸热反应， c 不正确。H2O2 IO IO（3）加 CClI2 生成。4 并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. 在水溶液中 I2 的浓度降低。以下对照实验说明 i 不是主要原因：向H2O2 溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B 两试管中。 A 试管加入 CCl ， B 试管不加
5、 CCl ，分别振荡、静置。观察到的现象是H O2442溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。（4） K4.0103640 ，由此可求出 a。2.5 10 3a该平衡体系中除了含有I， I2 3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中c(I -， I10mL 0.1mol/L中所含 I的浓度和，二者比较便可得)=30mL0.033mol/L ，求出 I ， I2， I3到结论。【详解】, 把两式加和，即可得到总反应的化（1） H2O2 I H2O IO , H2O2 IO H2O O2 I学方程式为 2H2O2 KI2H2O O2 。答案为： 2H2O2 KI2H2O O2；（2） a
6、. 加入 KI 后，一步反应分为两步进行，也就是改变了反应的路径，a 正确；b. 加入 KI 后，反应物和生成物的能量都没有改变，b 不正确； H2的反应物总能量小于生成物总能量，所以该反应是吸c. 由图中可知， H2O2 IO IO热反应， c 不正确。答案为：a；（3）加 CCl4 并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色，说明有I2 生成。答案为：下层溶液呈紫红色；气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2 浓度降低； ii. 在水溶液中 I2 的浓度降低。以下对照实验说明 i 不是主要原因：向H2O2 溶液中加入 KI 溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B 两试管中。 A 试管加入 C
7、Cl4， B 试管不加 CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同，但产生气泡的速率差异很大。答案为：在水溶液中I2 的浓度降低； A 试管中产生气泡明显变少，B 试管中产生气泡速率没有明显减小；（4）K4.0103640，由此可求出a=2.510-3mol/L。答案为：2.5-3；2.5 10 3a10该平衡体系中除了含有I， I2， I3外，一定还含有其他含碘微粒，理由是原来溶液中，- 10mL 0.1mol/L， I23 中所含 I 的浓度和为2c(I2)c(I )=0.033mol/L ；现在溶液中， I，I30mL c(I )3c(I3)=22.510-3 +2.
8、510-3+34.010-3=0.01950.033 ， I 不守恒，说明产物中还有含碘微粒。答案为： 12c(I2 ) c(I ) 3c(I3)或”“ ” )NaSO (还原效率：还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。223（ 4）提高浸出效率的方法有 _。（ 5）利用 Cyanex272萃取时， pH 对钴、镍萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知，用 Cyanex272 萃取分离时，最佳 pH 是 _。（6）反萃取的离子方程式为2H+CoR2+2=Co +2HR，则反萃取剂的最佳选择是 _。（7）常温下，若水相中的Ni2+的质量浓度为 1.18g L-1 ，则 pH=_时， Ni
9、2+开始沉淀。sp2-15K (Ni(OH)=2 10 （8）参照题中流程图的表达，结合信息设计完成从水相中分离Ni 和 Li 的实验流程图 (如图 )_ 。已知：提供的无机试剂： NaOH、Na2 3、 NaF。CO【答案】 +32LiCoO+6H+H2O2=2Co2+O2 +2Li+4H2O 适当升高温度，适当增加 H2SO4浓度 5.5H2 42SO 7.5 NaOH Ni(OH) NaF【解析】【分析】(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0 进行计算；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知 LiCoO2 与 H2O2 在酸性条件下发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的规律写出
10、化学方程式；(3)根据等物质的量H2O2 和 Na2S2O3 作为还原剂转移电子的多少进行判断；(4)提高浸出效率即提高化学反应速率；(5)分离 Co2+和 Ni2+时，由于Co2+进入有机相，Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH 范围；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时不能引入新杂质；(7)根据 Ksp(Ni(OH)2 的表达式进行计算；(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和 Li 元素不能使 Ni 和 Li 元素同时沉淀。【详解】(1)LiCoO中 O 元素为 -2价， Li 为 +1 价，根据
11、化合物中各元素化合价代数和为0 进行计算得2Co 的化合价为 +3 价；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知 LiCoO2 与 H2O2 在酸性条件下发生氧化还原反应，化学方程式为：2LiCoO2+6H+H2O2=2Co2+O2 +2Li+4H2O；(3)1molH 2O2 作为还原剂转移2mol 电子， 1molNa 2S2O3 作为还原剂转移8mol 电子，则Na2S2O3 的还原效率更高；(4)提高浸出效率可以适当升高温度，适当增加H2SO4 浓度等；(5)分离 Co2+和 Ni2+时，由于 Co2+进入有机相， Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的 p
12、H 范围，所以最佳 pH 是 5.5；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时，为不引入新杂质，反萃取剂最好选择 H2SO4；2+1.18-(7)c(Ni )=mol/L=0.02mol/L ，则开始沉淀时， c(OH )59K sp (Ni OH 2 )2 10 15-6.5=10mol/L ，则 pH=14-6.5=7.5；0.020.02(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和 Li 元素不能使 Ni 和 Li 元素同时沉淀，所以选用NaOH，则 Ni(OH)2 先沉淀，过滤后滤液中加入NaF 生成 LiF 沉淀。【点睛】本题
13、 (5)选择合适的pH 时，注意读懂图中信息，要根据实验的具体操作情况来分析。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。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 )。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 H2 O2。III 用淀粉做指示剂，用c mol/L Na S O标准溶液滴定，反应原理为：2Na S
14、 O I 2NaI2232232Na S O 。246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 Mn 2 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 KMnO 4 酸性溶液、 0.1 mol/L H 2C2O4 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
15、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Na2 2 3用 cS O标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原mol/L Na S O 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223-+2+2MnO+5H C O+6H =2Mn +10CO+8H O；4224220.01 mol/LKMnO 酸性溶液和0.1 mol/L 0.01 mol /LKMnO酸性溶液、0.1 mol/L 的加入试剂44的 H2C2O4 溶液H2C2O4 溶液和硫酸锰固体褪色时间实验结论【解析】【分析】（ 1） 由
16、题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在 Fe3 ； 由步骤 I 可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II 省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3 溶液反应；当Na2S2O3 标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色；为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2 浓度较小时再滴入淀粉；（ 2） KMnO4 酸性溶液与 H2C2O4 溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。【详解】（ 1） 由题意可知，过量的碘化钾溶液与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和碘
17、，向溶液中加入四氯化碳，振荡静置，溶液分层，上层为氯化铁和氯化亚铁得混合溶液，溶液的颜色为黄绿色，下层为碘的四氯化碳溶液，溶液的颜色为紫色；为证明该反应存在一定限度，应检验上层溶液中是否存在Fe3，还应补做实验为：取 C 中分液后的上层溶液，然后滴加KSCN溶液，溶液变红色，故答案为：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； 由步骤 I 可知，双氧水的氧化性强于单质碘，若步骤II 省略，溶液中过氧化氢会与Na2S2O3 溶液反应，导致 Na2S2O3 标准溶液体积偏大，所测结果偏高，故不能省略；当 Na2S2O3 标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶
18、液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原；由 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，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在I2 浓度较小时再滴入淀粉，故答案为：不能；当滴入最后一滴 Na2 S2O3 标准溶液时，蓝色褪去且半分钟内不复原；用c mol/L Na2 S2O3 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；（2） KMnO4 酸性溶液与H2C2O4 溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为 2MnO 4-22 4+2+22Mn2对+5H C O +6H =2Mn+10CO +8H O；据题给条件，设计探究KMnO酸性
19、溶液与 H C O 溶液反应速率的影响的实验，应用取两份等体积的42240.01mol/LKMnO4酸性溶液，一份加入0.1mol/L的 H C O 溶液，另一份加入等体积的2240.1mol/L 的 H2C2O4 溶液和硫酸锰固体，测定溶液由紫色退为无色所需要的时间，实验用表格如下：0.01mol/LKMnO 4 酸性溶液和 0.1mol/L0.01mol/LKMnO 4 酸性溶液、 0.1mol/L 的加入试剂H2 C2O4 溶液和硫酸锰固体的 H2 C2O4 溶液褪色时间实验结论故答案为：2MnO-+2+10CO2 +8H2O4 +5H2C2 O4+6H =2Mn；加入试剂0.01mol
20、/LKMnO 4 酸性溶液和0.1mol/L0.01mol/LKMnO 4 酸性溶液、 0.1mol/L 的的 H2C O溶液H C O溶液和硫酸锰固体2 42 2 4褪色时间实验结论【点睛】当 Na2S2O3 标准溶液过量时，溶液中碘单质完全反应，溶液由蓝色变为无色，为避免引起实验误差，滴定开始时不能加入淀粉指示剂，应当在 I2 浓度较小时再滴入淀粉是解答关键，也是难点和易错点。4CuSO4 溶液对过氧化氢的分解反应具有催化作用。有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。(1)请你帮助他们完成实验报告：实验过程实验现象实验结论在一支试管中加入5 mL 5%的 H
21、2O2 溶液，然后滴入适量的FeCl3 溶液，把带火_FeCl3 溶液可以催化H2O2 分解星的木条伸入试管33 和 Cl，同学们提出以下猜想。(2)已知 FeCl 在水中可电离出Fe甲同学的猜想：真正催化H2232O 分解的是FeCl 溶液中的H O；乙同学的猜想：真正催化H22分解的是33 ；OFeCl 溶液中的Fe丙同学的猜想：真正催化H22分解的是3。OFeCl 溶液中的Cl你认为最不可能的是 _同学的猜想，理由是 _。(3)同学们对余下的两个猜想用实验进行了探究。请你仔细分析后完成下表：实验过程实验现象实验结论向盛有 5 mL 5%的 H2O2 溶液的试管中加入少量的_盐酸，并把带火
22、星的木条伸入试管无明显现象向盛有 5 mL 5%的 H2O2 溶液的试管中加入少量的_，并把带火星的木条伸入试管_【答案】试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃甲 过氧化氢溶液中有水，可见水不是催化剂起催化作用的不是 Cl24 3溶液试管中有大量气泡产生，带火星的木Fe (SO )条复燃起催化作用的是Fe3【解析】【分析】此题通过提出猜想、实验探究、得出结论等步骤，以实验形式探究FeCl2 溶液对过氧化氢分解反应的催化作用。（ 1） FeCl3 溶液对双氧水的分解有催化作用，所以现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；（ 2）对于真正催化分解 H2O2 的到底是 H2O、 Fe3+还是
23、Cl-，同学共有三个猜想，根据推理，可知最不可能的是甲；（3）通过加入加入少量的HCl 引入 Cl-，而无明显现象，起催化作用的不是Cl-；从而可知起催化作用的一定是铁离子，通过加入Fe（ NO3） 3 溶液（或Fe2（ SO4）3 溶液引入Fe3+，H2O2 的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe3+。【详解】(1)根据实验结论可知实验中 H2O2 迅速分解，则现象为产生大量气泡，带火星的木条复燃，故答案为试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；(2) 三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会
24、自行分解，可见水不是催化剂，故答案为甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；(3)设计实验时需要控制变量，即分别加入Fe3或 Cl，第一步实验加盐酸(有 Cl 、无 Fe3 )3无明显现象，说明 Cl 不起催化作用；第二步实验应加入一种含Fe但不含 Cl 的物质，如Fe2 (SO4)3 等， H2O2 的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是 Fe3+，故答案为起催化作用的不是Cl- ；Fe243溶液）；试管中有大量气（SO ）泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe3+。【点睛】本题考查化学探究实验，注意从对比试验的角度验证了对H2 23+，把握
25、O起催化作用的是 Fe催化剂对反应速率的影响及题给信息为解答的关键。5 某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL 稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：时间（ min ）12345氢气体积（ mL）（标况50120232290310下）（ 1）哪一时间段（指 0 1、 1 2、 23、 3 4、 4 5min，下同）反应速率最大 _ （填序号，下同），原因是_ （2）哪一段时段的反应速率最小_ ，原因是_ （ 3）求 2 3 分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，不要求写出计算过程）_ （4） .如果反应太激烈
26、，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列试剂 ： A.蒸馏水B KNO3溶液 CNaCl 溶液 D CuSO4溶液你认为可行的是（填编号）_ 【答案】 反应放热，温度高 盐酸浓度变小0.1mol/(Lmin)AC【解析】试题分析 ： 计算每个时间段生成气体的体积，根据相同条件下气体体积与反应速率的关系判断速率，根据反应与能量变化的关系判断速率变化的原因；( 2)计算每个时间段生成气体的体积 ，根据相同条件下气体体积与反应速率的关系判断速率，根据反应与能量变化的关系判断速率变化的原因；(3)先求出气体的物质的量，再计算盐酸变化的物质的量，利用速率计算公式计算速率；
27、 根据浓度、电解质的强弱判断。解析 ： 0 1、1 2、 23、 3 4、4 5 min 生成氢气的体积分别是50 mL、 70mL、 112 mL、 58 mL、20mL； 相同条件下，反应速率最大 ，相同时间收集到气体体积越大，所以23 min反应速率最快，原因是该反应放热，2-3min时温度高与开始时的温度； 4 5 min的反应速率最小，原因是液中 H+的浓度变小了 ； 2 3 分钟时间段以生成氢气的体积是112mL，设需要盐酸的物质的量是x mol ，222400xx=0.01mol112v0.01mol 0.1L1；0.1mol L1min1min 改变反应速率的方法有：改变浓度、
28、改变温度、改变固体表面积等；A.蒸馏水 ，盐酸浓度变小，反应速率减慢，产生氢气的量不变，故A 正确 ； B.加入KNO 溶液生成硝酸，硝酸具有强氧化性，不能生成氢气，故B 错误 ； C. 加入 NaCl 溶液，3盐酸体积增大，浓度减小，反应速率减慢，产生氢气的量不变，故C 正确 ； D.CuSO4 溶液，形成铜锌原电池，加快反应速率，故D 错误 。点睛 ：盐酸与金属反应放热，溶液温度升高，所以反应速率逐渐增大；随反应进行，盐酸浓度明显减小，所以反应最后有逐渐减慢。6 金属镍具有较高的经济价值，工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。某电镀废水中的镍主要以NiR2 络合物形式存在，在
29、水溶液中存在以下平衡：NiR2 (aq)2+-(aq)-=1.6 10-14）Ni (aq) +2R（ R为有机物配体，K（1）传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S，使其中的 NiR2 生成 NiS 沉淀进而回收镍。该反应的离子方程式为 _。NiS 沉淀生成的同时会有少量Ni(OH) 2 沉淀生成，用离子方程式解释Ni(OH) 2生成的原因是_ 、 _。（2）“硫化物沉淀法” 的回收率不高， 理后 水中的 含量 以达 。“ 脱 学沉淀法”可达到 期效果， 法将 化 Ni(OH) 2 固体 而回收 。工 流程如下：- 化“脱 ”（指 元素由 合物NiR2 化成游离的Ni 2+） 程中，2
30、+反 的方程式如下：R 与中 物 OH（ 基OH也能与 H2O2 生反 。Fe2+ H2O2Fe 3+ + OH +OHiR+ OHOH +R iiH2O2+2OHO2+ 2H2O iii 得“脱 ” 程中H2O2 的加入量 溶液中 去除率的影响如右 所示：从平衡移 的角度解 加入Fe2+和 H2O2 能 “脱 ”的原因是 _。分析 中曲 ，可推断 氧化 的最佳加入量 -1_ gL ；低于或高于 个 ， 水 理效果都下降，原因是_。【答案】 NiR2 + S2-NiS+ 2R-2-+ H2O-NiR2 + 2OH-SHS+ OHNi(OH) 2+ 2R -NiR2 在溶液中存在以下平衡：NiR2 (aq)Ni 2+(aq) +2R - (aq) 。 Fe2+和H2O2 通 反 i和反 ii 将 R 化成 以与Ni 2+ 合的 R， 使 c(R- ) 减小，平
