实验小组欲探究乙酸乙酯水解速率影响因素以及测定其在NaOH溶液中水解的速率常数。

1. 实验小组欲探究乙酸乙酯水解速率影响因素以及测定其在NaOH溶液中水解的速率常数。

(1) NaOH溶液的配制：称量NaOH固体配制250 mL 0.02 mol/L NaOH溶液，需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、。下列实验操作会导致所配制NaOH溶液浓度偏大的是(填标号)。

A．NaOH放在滤纸上称量 B．没有洗涤溶解NaOH的烧杯

C．定容时俯视刻度线 D．摇匀后液面下降，继续加水至刻度线

(2) 乙酸乙酯水解速率影响因素的探究

实验小组利用乙醇测定仪测定反应相同时间后溶液中乙醇的浓度，来探究乙酸乙酯水解速率的影响因素，设计如下实验。

所用试剂：浓度均为0.02 mol/L的硫酸溶液、NaOH溶液、乙酸乙酯溶液以及蒸馏水

序号	乙酸乙酯溶液体积/mL	硫酸溶液体积/mL	NaOH溶液体积/L	蒸馏水体积/L	温度/℃	反应相同时间后乙醇浓度
ⅰ	10	0	0	10	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
ⅱ	10	10	0	0	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
ⅲ	a	0	10	b	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
ⅳ	a	0	10	b	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①表中a=。测得 $\text{[math]}$ ，则得到实验结论：。

②由 $\text{[math]}$ ， (在 $\text{[math]}$ 中选取所需数据并比较大小)，可得到实验结论：其他条件相同，温度升高水解速率加快。

③写出乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式。

(3) 乙酸乙酯在NaOH溶液中水解速率常数(k)的测定

查阅资料水解溶液电导率随 $\text{[math]}$ 降低而减小，测定不同时刻的电导率，通过数据处理可得k值。

实验过程取(1)中配制的NaOH溶液，与等浓度等体积的乙酸乙酯溶液混合，恒温下测定不同时刻溶液的电导率，所得k值比文献值小21%。

交流研讨小组同学认为杂质 $\text{[math]}$ 影响了k值。

改进实验三位同学进行了以下改进实验：

①甲同学将配制溶液时所用蒸馏水煮沸冷却后再使用，目的是。

②乙同学用蒸馏水洗涤NaOH固体后，再配制成0.02 mol⋅L $\text{[math]}$ NaOH溶液。洗涤NaOH固体的目的是。

③丙同学先配制NaOH饱和溶液，再取上清液稀释到所需浓度。依据文献资料：

$\text{[math]}$ 在饱和NaOH溶液中几乎不溶解。请用平衡移动原理解释：。

实验结果三位同学的改进实验均使测得的k值更接近文献值。

(4) 酯在碱性环境中可以发生水解。请写出该原理在生产或生活中的一种应用。

【考点】

化学反应速率的影响因素; 酯的性质; 配制一定物质的量浓度的溶液; 化学实验方案的评价;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化，探究镁与醋酸溶液反应的实质。

【实验】在常温水浴条件下，进行实验Ⅰ～Ⅲ，记录生成气体体积和溶液pH的变化：

Ⅰ．取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入10 mL 0.10 mol·L^–1 HCl溶液中；

Ⅱ．取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL 0.10 mol·L^–1 CH₃COOH溶液(pH = 2.9)中；

Ⅲ．取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL pH = 2.9 HCl溶液中。

【数据】

(1)起始阶段，Ⅰ中主要反应的离子方程式是。

(2)Ⅱ起始溶液中 $\text{[math]}$ 约为。(选填“1”、“10”或“10²”)

(3)起始阶段，导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H⁺)，实验证据是。

(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。

提出假设：CH₃COOH能直接与Mg反应。

进行实验Ⅳ：。

得出结论：该假设成立。

(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒，进行实验Ⅴ。

与Ⅱ相同的条件和试剂用量，将溶液换成含0.10 mol·L^–1的 CH₃COOH与0.10 mol·L^–1 CH₃COONa的混合溶液(pH = 4.8)，气体产生速率与Ⅱ对比如下。

a．实验Ⅴ起始速率	b．实验Ⅱ起始速率	c．实验ⅡpH=4.8时速率
2.1 mL·min^–1	2.3 mL·min^–1	0.8 mL·min^–1

对比a~c中的微粒浓度，解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因：。

(6)综合以上实验得出结论：

①镁与醋酸溶液反应时，CH₃COOH、H⁺、H₂O均能与镁反应产生氢气；

②。

(7)实验反思：120 min附近，Ⅰ~ⅢpH均基本不变，pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ)，解释其原因：。

实验探究题困难

2. 某兴趣小组同学设计实验探究 $\text{[math]}$ 溶液与草酸( $\text{[math]}$ )溶液的反应及其反应速率，实验过程如下：

装置	序号	试剂A	溶液褪色所需的时间
	①	2mL 0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液 2mL 4 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液	45s
	②	2mL 0.2 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液 2mL 4 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液	27s
	③	2mL 0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液 2mL 2 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液	63s

(1) 实验时需要配制100mL 0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液，用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、。

(2) 实验过程中观察到溶液中产生气泡，该气体的主要成分是。

(3) 对比实验①③或，可以得出结论：。

(4) 甲同学发现实验过程中溶液褪色先慢后快，经查阅资料知道 $\text{[math]}$ 对该反应起催化作用，该同学设计如下实验证明：

取2mL 0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液和2mL 4 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 溶液于试管中，再加入少量的，滴加，记录溶液褪色所需的时间。

(5) 乙同学为了更好地观察溶液褪色的快慢，将实验中 $\text{[math]}$ 溶液的体积增大至4mL，并改变了试剂的滴加顺序(如图1所示)，同时用色度计测定反应过程中 $\text{[math]}$ 溶液的透光率( $\text{[math]}$ 溶液浓度越大，透光率越小)。实验结果如图2所示：

实验中发现 $\text{[math]}$ 溶液的褪色经历了紫红色→棕黄色→无色几个阶段。

经查阅资料得知：

i． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应， $\text{[math]}$ 先缓慢自分解为 $\text{[math]}$ ；

ii． $\text{[math]}$ 能发生反应： $\text{[math]}$ (棕黄色)；

iii． $\text{[math]}$ 易分解为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

①由图2可得出结论：改变试剂的滴加顺序后， $\text{[math]}$ 的浓度越小，。

②根据以上结论分析，其他条件不变，如果适当升高酸性 $\text{[math]}$ 溶液的pH，溶液的透光率达到100%所需的时间会。(填“增加”“减少”或“不变”)。

③当 $\text{[math]}$ 的浓度越小时，观察到溶液显棕黄色的时间越长，从平衡角度分析其原因：。

实验探究题普通

小组同学探究镁与银氨溶液反应的产物及影响其反应速率的因素。

I．探究镁与银氨溶液反应的产物

【实验1】向 $\text{[math]}$ 溶液中逐滴加入 $\text{[math]}$ 氨水，最终得到无色透明溶液。

【实验2】

（1）实验1中，反应的离子方程式是。

（2）由实验2-2可证明2-1中有Ag生成，则2-2中加入过量稀硝酸后可观察到的现象是。

（3）由实验2-3可证明2-1中有 $\text{[math]}$ 生成，则试剂甲、乙分别为、(填字母)。

a．稀硝酸　　　　b．稀盐酸　　　　c． $\text{[math]}$ 溶液　　　d． $\text{[math]}$ 溶液

（4）经检验，实验2-1中产生的气体有 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

①检验产生气体中有 $\text{[math]}$ 的操作及现象：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处，观察到。

②生成 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的反应可表示为： $\text{[math]}$ 、。

II．探究影响镁与银氨溶液反应生成 $\text{[math]}$ 速率的因素

【实验3】用 $\text{[math]}$ 溶液、 $\text{[math]}$ 氨水按照下表所示用量配制好银氨溶液后，放入等量打磨过的镁条，记录收集 $\text{[math]}$ 所用时间。

序号	配制银氨溶液所用试剂			配好的银氨溶液的组成		时间 s
序号	$\text{[math]}$ 体积 mL	$\text{[math]}$ 溶液体积 mL	氨水体积 mL	$\text{[math]}$ 浓度 $\text{[math]}$	氨水浓度 $\text{[math]}$	时间 s
3-1	6.00	1.00	1.00	0.25	1.00	600
3-2	4.00	2.50	1.50	0.625	1.00	300
3-3	2.00	4.00	a	1.00	1.00	60

（5）实验3-3中，a=。

（6）根据上述实验分析，银氨溶液中 $\text{[math]}$ 浓度越大，产生 $\text{[math]}$ 的速率越快的主要原因是。

III．实验结论与反思

（7）综合上述实验，可知Mg与银氨溶液反应后的产物有Ag、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等；小组同学推测氨水浓度也是影响Mg与银氨溶液反应生成Ag的速率的因素。他们的推测(填“合理”或“不合理”)，理由是。

实验探究题普通