Question

某校化学学习小组设计实验对化学反应速率和限度有关问题进行探究：

I.甲小组用如图所示装置进行镁粉分别与盐酸、醋酸(均为0.1mol/L40.00mL)的反应，请回答相关问题：

①每次实验至少需要用电子天平(能称准1mg)称取镁粉___g；

②装置中有刻度的甲管可以用代替___(填仪器名称)，按图连接好装置后，检查装置气密性的方法是___。实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是___(至少回答两点)。

II.乙小组为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

①定性如图甲可通过观察___(填现象)，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃溶液改为___(写出试剂及物质的量浓度)更为合理，其理由是___。

②定量如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中还需要测量的数据是___。

III.丙小组设计实验探究KI溶液和FeCl₃溶液反应存在一定的限度。已知该反应为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂。请完成相关的实验步骤和现象。实验步骤如下：

①取5mL0.1mol•L^-1KI溶液，再滴加5∼6滴(约0.2mL)0.1mol•L^- 1FeCl ₃溶液

②充分反应后，将溶液分成两份

③取其中一份，滴加试剂CCl ₄，用力振荡一段时间，CCl ₄层出现紫红色，说明反应生成碘。

④另取一份，滴加试剂___溶液(填试剂名称)，若现象___，则说明该反应有一定的限度。

Answer

0.048 碱式滴定管 向乙中注入适量的水，使乙中液面高于甲中液面，静置一段时间观察，若液面高度差保持不变，则装置气密性良好 待瓶中气体冷却至室温，调节软管使甲、乙中液面相平，视线平视凹液面最低点等 两个试管中产生气泡的快慢 0.05mol/LFe2(SO4)3溶液 排除Cl-对实验的干扰 收集40mL气体所需要的时间 硫氰化钾 溶液变红色

【解析】

（I）根据反应关系计算需要镁的质量；检查装置的气密有多种方法，原理都是根据装置内外的压.强差形成水柱或气泡；

(II) 通过观察气泡产生的速率，可定性判断Cu2+、Fe3+对H2O2分解的催化效果。若把FeCl3改为Fe2(SO4)3可以排除Cl-的干扰；应利用秒表测量收集40mL气体所需的时间；

(III)为了验证该反应具有一定的限度，一方面需要证明有碘单质生成，另一方面需要证明Fe3+有剩余,证明Fe3+的存在可选用试剂KSCN溶液，现象是溶液变为血红色。

I. (1) ①酸和金属镁的反应为：2H++Mg=Mg2++H2，由盐酸、醋酸的量均为0.1mol/L40.00mL，根据酸和金属之间的关系式得镁的质量，故答案为：；

②装置中有刻度的甲管可以用碱式滴定管代替；按图连接好装置后，检查装置气密性的方法是向乙中注入适量的水，使乙中液面高于甲中液面，静置一段时间观察，若液面高度差保持不变，则装置气密性良好；实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是待瓶中气体冷却至室温，调节软管使甲、乙中液面相平，视线平视凹液面最低点等；

故答案为：碱式滴定管； 向乙中注入适量的水，使乙中液面高于甲中液面，静置一段时间观察，若液面高度差保持不变，则装置气密性良好；待瓶中气体冷却至室温，调节软管使甲、乙中液面相平，视线平视凹液面最低点等；

II①如图甲可通过观察产生气泡的快慢，定性比较得出催化剂的催化效果；若比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，还要使选择的试剂中阴离子种类相同，所以将FeCl3溶液改为0.05mol/LFe2(SO4)3溶液，排除对实验的干扰 ；故答案为：两个试管中产生气泡的快慢；0.05mol/LFe2(SO4)3溶液；排除对实验的干扰 ；

②如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略，如果比较反应速率快慢，则实验中需要测量的数据为：产生40mL气体所需的时间，反应时间越短，则反应速率越快，

故答案为：产生40mL气体所需的时间；

向含的溶液中滴加几滴KSCN溶液呈血红色，所以可滴加KSCN溶液，溶液显血红色，就说明没有反应完或KI和的反应有一定的限度；

故答案为：KSCN溶液； 溶液显血红色。