Question

甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素．該反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用KMnO₄溶液均已加入H₂SO₄）：
甲組：通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO₂氣體體積的大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小，某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1．其中A、B的成分見(jiàn)表一

表一
序號(hào)	A溶液	B溶液
	2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/LKMnO4溶液
	2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
	2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4

（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是

 

．
（2）請(qǐng)?jiān)诳驁D2中，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)②、③中CO₂體積隨時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖．
乙組：通過(guò)測(cè)定KMnO₄溶液褪色所需時(shí)間的多少來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率
為了探究KMnO₄與H₂C₂O₄濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，某同學(xué)在室溫下完成以下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3	4
水/mL	10	5	0	X
0.5mol/L H2C2O4/mL	5	10	10	5
0.2mol/L KMnO4/mL	5	5	10	10
時(shí)間/s	40	20	10	---

（3）X=

 

，4號(hào)實(shí)驗(yàn)中始終沒(méi)有觀察到溶液褪色，你認(rèn)為可能的原因是

 

．
（4）2號(hào)反應(yīng)中，H₂C₂O₄的反應(yīng)速率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②、①③中不同的物理量判斷該實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（2）②中草酸濃度小于①，③中反應(yīng)物濃度相同，但③中使用了催化劑，根據(jù)濃度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響畫(huà)出②、③中CO₂體積隨時(shí)間變化的示意圖；
（3）探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，溶液的總體積都為20mL，據(jù)此判斷X值；由于4號(hào)實(shí)驗(yàn)中高錳酸鉀過(guò)量，則溶液沒(méi)有褪色；
（4）根據(jù)n=cV計(jì)算出反應(yīng)物的物質(zhì)的量，然后根據(jù)不足量計(jì)算出反應(yīng)消耗的草酸的物質(zhì)的量，最后根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算出H₂C₂O₄的反應(yīng)速率．

解答： 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)①②探究的是濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)①③探究的是催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，所以該實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，故答案為：探究草酸濃度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
（2）實(shí)驗(yàn)②中其它量都與①相同，只有草酸的濃度小于①，則反應(yīng)生成二氧化碳的速率小于①，反應(yīng)結(jié)束時(shí)間大于①；
實(shí)驗(yàn)③中各物質(zhì)的濃度都與實(shí)驗(yàn)①相同，而實(shí)驗(yàn)③中使用了催化劑，則反應(yīng)速率大于①，反應(yīng)結(jié)束時(shí)間小于①；
由于酸性高錳酸鉀不足，則反應(yīng)①②③生成的二氧化碳的體積都相等，
據(jù)此畫(huà)出實(shí)驗(yàn)②、③中CO₂體積隨時(shí)間變化的示意圖為：，
故答案為：；
（3）為了探究KMnO₄與H₂C₂O₄濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)1-4中溶液的總體積應(yīng)該為20，則X=20-10-5=5；根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O可知，10mL酸性高錳酸鉀需要消耗10mL草酸溶液，所以實(shí)驗(yàn)4中高錳酸鉀過(guò)量，導(dǎo)致溶液沒(méi)有褪色，
故答案為：5；KMnO₄溶液過(guò)量；
（6）2號(hào)實(shí)驗(yàn)中草酸的物質(zhì)的量為：0.5mol/L×0.01L=0.005mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.2mol/L×0.005L=0.001mol，
根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O可知，高錳酸鉀不足，所以反應(yīng)中消耗的草酸的物質(zhì)的量為：0.001mol×

5

2

=0.0025mol，
2號(hào)反應(yīng)中，H₂C₂O₄的反應(yīng)速率為：v（H₂C₂O₄）=

0.0025mol 0.02L

20s

=0.00625mol/（L?s），
故答案為：0.00625mol/（L?s）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．