某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能將其中的Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+，草酸被氧化成CO2．某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe（SO4）4?24H2O]可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下：
在25℃下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表如下：
| 驗(yàn)編號(hào) | 初始pH | 廢水樣品體積/mL | 草酸溶液體積/mL | 蒸餾水體積/mL |
| ① | 4 | 60 | 10 | 30 |
| ② | 5 | 60 | 10 | 30 |
| ③ | 5 | 60 | a | 20 |
（1）寫(xiě)出K2Cr2O7溶液中存在的平衡
Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中a=
20
20
（3）上述反應(yīng)中參加反應(yīng)的Cr2O72-與草酸的物質(zhì)的量之比為
1：3
1：3
。（4）實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明
溶液pH越小，反應(yīng)速率越大
溶液pH越小，反應(yīng)速率越大
；實(shí)驗(yàn)①中0～t1時(shí)間段反應(yīng)速率v（Cr3+）=2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
（5）該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe（SO4）4?24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假
設(shè)二和假設(shè)三：
假設(shè)一：Fe2+起催化作用：假設(shè)二：
Al3+起催化作用
Al3+起催化作用
；假設(shè)三：SO42-起催化作用
SO42-起催化作用
；……（6）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。（除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外，可供選
擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O、Al2（SO4）3等。溶液中Cr2O72-的濃度可用儀器測(cè)定）
| 實(shí)驗(yàn)方案 | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 |
| 用等物質(zhì)的量的 K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O 代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) |
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．
【答案】Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+；；20；1：3；溶液pH越小，反應(yīng)速率越大；；Al3+起催化作用；SO42-起催化作用；K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O
c
2
（
C
r
O
4
2
-
）
?
c
2
（
H
+
）
c
（
C
r
2
O
7
2
-
）
2
（
c
0
-
c
1
）
t
1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：23引用：3難度：0.6
相似題
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1．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5 -
2．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl3（g）+HCl（g）═SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑，遇水能得到無(wú)色溶液并劇烈分解釋放出H2，請(qǐng)寫(xiě)出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過(guò)程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的最佳措施是。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大小：vavb （填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2_SiHCl3，
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)=k1k2（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是，其原因是。
已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12，H2CO3：Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2 -
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（ g）+2H2（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 （g）+HCl（g）═SiCl4 （g）+H2（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH4）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3（g）?SiH2Cl2（g）+SiCl4（g）為歧化制甲硅烷過(guò)程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)是反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐avb（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v正=k1x2SiHCl3 v逆=k2xSiH2Cl2 xSiCl4，k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)=k1k2（保留3位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
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