Question

甲、乙兩個實驗小組分別利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)進(jìn)行研究外界因素對反應(yīng)速率的影響．設(shè)計實驗方案如下：
甲組：通過測定生成CO₂氣體體積的方法來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小．
實驗裝置如圖，實驗時分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中．
（注：實驗中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄）：

序號	A溶液	B溶液
①	2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②	2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液

（1）如何檢查該裝置的氣密性：

 

．
（2）寫出當(dāng)錐形瓶中加入A溶液后發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式（提示：H₂C₂O₄為弱酸）：

 

．
（3）該實驗探究的是

 

對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．分析所給實驗儀器，實現(xiàn)該實驗?zāi)康倪�欠缺的儀器：

 

．你將如何比較①②組化學(xué)反應(yīng)速率大��？你的操作是

 

．
乙組：通過測定單位時間內(nèi)KMnO₄溶液濃度變化來判定反應(yīng)速率快慢．25℃時，40mL 0.001mol/L KMnO₄與38mL 0.1mol/L H₂C₂O₄和2mL 2.38mol/L H₂SO₄混合液共80mL中KMnO₄的濃度及對應(yīng)時段的平均反應(yīng)速率數(shù)據(jù)：

時間（min）	4	8	12	16	21	22	23	24	25
c（KMnO4）（10-4mol/L）	4.58	4.02	3.36	2.25	0.72	0.43	0.23	0.16	0.13
υ（KMnO4）（10-4mol/（L?min）	υ	0.14	0.17	0.28	0.32	0.29	0.20	0.07	0.03

（4）完成上表中υ=

 

×10^-4mol/（L?min）．
問題討論：已知該實驗過程中溶液溫度幾乎不變，但是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)開始階段速率卻在增大．
①你認(rèn)為引起該反應(yīng)速率增大的因素是

 

．
②請設(shè)計實驗證明你的觀點，寫出實驗步驟及結(jié)論：

實驗步驟及結(jié)論：

Answer 1

考點：探究溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專題：實驗設(shè)計題

分析：本題以課本實驗為基礎(chǔ)，探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，首先應(yīng)該聯(lián)系課本知識，了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些以及氧化還原知識，實驗基本操作等基礎(chǔ)知識，然后運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解題．
（1）使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段；
（2）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；
（3）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
判斷反應(yīng)速率需要時間，用秒表計時；
比較在該環(huán)境中，相同時間收集到的氣體體積，多的反應(yīng)速率快；
（4）根據(jù)反應(yīng)速率v=

△c

△t

計算速率的大�。�
①溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應(yīng)的速率先增大后減小，可判斷是催化劑的影響；
②選取兩份相同的溶液，一份加入含有二價錳離子的物質(zhì)，看能否加快反應(yīng)速率．

解答： 解：（1）使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段，檢查該裝置的氣密性可關(guān)閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內(nèi)管一段距離后松手，若內(nèi)管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內(nèi)管一段距離后松手，若內(nèi)管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好；
（2）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把草酸中的C從+3價氧化成+4價的二氧化碳，Mn元素從+7價變化到+2價的錳離子，由于草酸分子中有2個C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)比例為 5：2，故反應(yīng)的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；
（3）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
判斷反應(yīng)速率v=

△c

△t

，需要測定時間，可用秒表計時；
比較反應(yīng)速率大小可比較在該環(huán)境中，相同時間收集到的氣體體積，多的反應(yīng)速率快，或者比較在該環(huán)境中，比較收集相同體積氣體所用時間，越短速率越快；
故答案為：濃度；秒表；比較在該環(huán)境中，相同時間收集到的氣體體積，多的反應(yīng)速率快（或比較在該環(huán)境中，比較收集相同體積氣體所用時間，越短速率越快）；
（4）反應(yīng)速率v=

△c

△t

=

0.040L×0.001mol/L 0.080L -4.58×10-4mol/L

4min

=0.11×10^-4mol/（L?min），故答案為：0.11；
①溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應(yīng)的速率先增大后減小，可判斷是催化劑的影響，故答案為：反應(yīng)過程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應(yīng)速率；
②選取兩份相同的溶液，一份加入含有二價錳離子的物質(zhì)，看能否加快反應(yīng)速率，可設(shè)計實驗為：

實驗步驟及結(jié)論：  實驗步驟：首先，取兩支試管分別加入等體積上述酸性KMnO4溶液；接下來，向其中一支試管中加入少許MnSO4固體；最后，同時分別向兩支試管中加入等體積的上述H2C2O4溶液，觀察兩支試管中顏色褪去的時間長短． 結(jié)論：若加有MnSO4固體試管褪色時間短，則證明是生成的Mn2+作催化劑．

，故答案為：

實驗步驟及結(jié)論： 實驗步驟：首先，取兩支試管分別加入等體積上述酸性KMnO4溶液；接下來，向其中一支試管中加入少許MnSO4固體；最后，同時分別向兩支試管中加入等體積的上述H2C2O4溶液，觀察兩支試管中顏色褪去的時間長短． 結(jié)論：若加有MnSO4固體試管褪色時間短，則證明是生成的Mn2+作催化劑．

．

點評：本題以探究實驗為基礎(chǔ)，考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)實驗基本操作、氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識等，試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．