某实验小组对甲烷与氯气的反应进行了以下探究实验。

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1. 某实验小组对甲烷与氯气的反应进行了以下探究实验。

(1) 查阅资料：甲烷可通过以下反应制取： $\text{[math]}$ 。

该小组使用无水乙酸钠晶体与碱石灰、二氧化锰与浓盐酸分别制备实验需要的气体，请选择相应气体发生装置：① $\text{[math]}$ ：（填选项字母，下同）；② $\text{[math]}$ ：。

A. B. C. D.

(2) 完成反应物制备后，实验小组使用图示装置完成了甲烷与氯气反应的实验。

①可观察到试管内有（填选项字母）等现象。

A．液面下降

B．产生白雾

C．试管壁有油状液滴

D．混合气体颜色变深

②请写出实验过程中生成气态有机产物的反应方程式。

(3) 为探究影响甲烷与氯气反应速率的因素，该小组使用相同功率的节能灯管作光源，设计完成了以下实验：

实验组别	$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 体积比	环境温度/℃	灯管到反应管的距离/cm	液面上升至试管一半高度时所需时间/s
Ⅰ	1∶4	15	2	250
Ⅱ	1∶4	a	5	690
Ⅲ	1∶4	25	b	156

①实验Ⅰ和Ⅱ探究光源距离对反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ探究环境温度对反应速率的影响。则a=，b=。

结论：其他条件相同时，环境温度越高，灯管到反应管距离越短，甲烷与氯气反应速率越快。

②有同学提出可以通过压力传感器测量试管内气体压强变化，更准确地测量反应速率：

请分析曲线中在260s时压强明显减小的原因。

(4) 为探究烷烃与其他卤素单质的反应，该实验小组混合正己烷（常温下液态）与液溴后用紫外灯照射，观察到沸腾现象，产生大量气泡。

①同学甲提出猜想：可能是溴单质与正己烷发生了取代反应产生气体，并将产生气体通入 $\text{[math]}$ 溶液中，生成淡黄色沉淀，写出在 $\text{[math]}$ 溶液中发生反应的离子方程式：。

②同学乙认为该验证方案不严谨，原因是。

【考点】

化学反应速率的影响因素; 氯气的实验室制法; 甲烷的取代反应;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组利用压强传感器采集实验数据，探究外界条件对双氧水分解速率的影响。用如下装置(1图)进行实验，请回答下列问题：

锥形瓶实验	盛放试剂	滴加试剂	反应条件
Ⅰ	10mL2%H₂O₂溶液	5滴0.1mol·L^-1FeCl₃溶液	常温
Ⅱ	10mL5%H₂O₂溶液	5滴0.1mol·L^-1FeCl₃溶液	常温
Ⅲ	10mL5%H₂O₂溶液	5滴___________CuCl₂溶液	常温

查阅资料：通常情况下，H₂O₂较稳定，不易分解。Cl^-对H₂O₂的分解速率无影响。

(1) 仪器a的名称。

(2) 实验原理(用化学方程式表示)。

(3) 实验Ⅰ和Ⅱ的目的是。

(4) 实验Ⅱ、Ⅲ探究的是不同催化剂对双氧水分解速率的影响：

①实验Ⅲ中CuCl₂溶液浓度最好为(填字母)。

A.0.1mol·L^-1 B.0.15mol·L^-1 C.0.2mol·L^-1 D.0.3mol·L^-1

②已知Fe³⁺和Cu²⁺都能对H₂O₂分解起催化作用，且Fe³⁺催化效果比Cu²⁺更好。实验结果如图2所示，请在图2中画出滴加FeCl₃溶液的气体压强变化曲线图(t时刻内H₂O₂未完全分解)。

(5) 设计实验Ⅳ与实验Ⅰ对比探究温度对双氧水分解速率的影响，填写下面表格：

锥形瓶实验	盛放试剂	滴加试剂	反应条件
Ⅳ	①	②	③

(6) 实验中除了可以测量压强外还可以测量什么数据判定实验结果：。

实验探究题普通

2. 某学习小组对 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应进行了研究。

(1) 铜与稀硝酸反应的离子方程式为。

(2) 利用如图装置完成 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 制取氮氧化物的反应。

①实验开始前，先通入一段时间的 $\text{[math]}$ ，其目的是，一段时间后关闭弹簧夹。

②实验过程中可观察到装置 $\text{[math]}$ 中液面上方为无色气体，挤压 $\text{[math]}$ 中气球，有红棕色气体产生，其原因是(用化学方程式表示)。

(3) 学习小组在做铜与硝酸反应的实验时观察到了以下现象：实验 $\text{[math]}$ 中蓝色溶液 $\text{[math]}$ 遇铜片立即产生气泡，而相同条件下实验Ⅱ中 $\text{[math]}$ 硝酸遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生。实验操作如下：

实验Ⅰ：

实验Ⅱ：

分析蓝色溶液 $\text{[math]}$ 的成分后，学习小组探究蓝色溶液 $\text{[math]}$ 与铜片能够立即发生反应的原因。

①假设1：(填化学式)对该反应有催化作用。

实验验证：向 $\text{[math]}$ 硝酸中加入少量硝酸铜固体，溶液呈蓝色，放入铜片，无明显变化。

结论：假设1不成立。

②假设2： $\text{[math]}$ 对该反应有催化作用。

实验验证：向蓝色溶液 $\text{[math]}$ 中鼓入 $\text{[math]}$ 数分钟得溶液 $\text{[math]}$ ，相同条件下，铜片与溶液 $\text{[math]}$ 的反应速率： $\text{[math]}$ (填“>”“=”或“<”) $\text{[math]}$ 。

结论：假设2成立。

③经检验，蓝色溶液 $\text{[math]}$ 中还含有少量亚硝酸 $\text{[math]}$ 。设计实验证明 $\text{[math]}$ 也对该反应有催化作用。

操作：向含有铜片的溶液B中加入，预期的现象是。

实验总结： $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 对铜与硝酸的反应都有催化作用。

实验探究题困难

控剜变量法是化学实验的一种常用方法。

I．下表是某学习小组研究 $\text{[math]}$ 和等物质的量浓度的 $\text{[math]}$ 反应的实验数据，分析以下数据，回答下列问题：

序号	锌的质量/g	锌的形状	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	反应前溶液的温度/ $\text{[math]}$	其他试剂
1	0.65	颗粒	0.5	50	20	无
2	0.65	粉末	0.5	50	20	无
3	0.65	颗粒	0.5	50	20	2滴 $\text{[math]}$ 溶液
4	0.65	粉末	0.5	50	20	无
5	0.65	粉末	0.5	50	35	2滴 $\text{[math]}$ 溶液