Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，進行了如下實驗：2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O

編號	0.01molL—1 酸性KMnO4溶液	0.1molL—1 H2C2O4溶液	水	某種物質(zhì)	反應(yīng)溫度/℃	反應(yīng)時間（min）
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	2.1
Ⅱ	V1mL	2mL	1mL	0	20	5.5
Ⅲ	V2 mL	2mL	0	0	50	0.5
Ⅳ	2mL	2mL	0	少量	20	0.2

請回答：

(1)實驗計時方法是從溶液混合開始記時，至____________時記時結(jié)束；

(2)V1=_____，V2=_____；設(shè)計實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是__________________；

(3)利用實驗Ⅲ中數(shù)據(jù)計算，用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(KMnO4)＝____；

(4)有同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時，開始一段時間反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。某同學(xué)認(rèn)為是放熱導(dǎo)致溶液溫度升高所致，重做Ⅰ號實驗，測定過程中溶液不同時間的溫度，結(jié)果溫度沒有明顯變化。由此你得出的結(jié)論是：

①________不是反應(yīng)速率突然加快的原因；

②可能是反應(yīng)產(chǎn)物有催化作用。Ⅳ號實驗是為驗證你的猜測，實驗中要加入的少量某種物質(zhì)是___________。

Answer 1

【答案】紫紅色剛好褪去 1 2 探究溫度對反應(yīng)速率的影響 0.01 mol/(L·min) 溫度 MnSO4固體

【解析】

本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，涉及知識點：1、溫度對反應(yīng)速率的影響，2、濃度對反應(yīng)速率的影響等。

（1）酸性KMnO4溶液呈紫色，因而可以用顏色變化來判斷反應(yīng)結(jié)束終點，即實驗計時方法是從溶液混合開始記時，至紫紅色剛好褪去時記時結(jié)束；

（2）Ⅰ和Ⅱ反應(yīng)溫度相同，Ⅱ中加入1mL水，根據(jù)控制變量的原則，溶液總體積保持不變，因而易算出V1=1mL，同理可得V2=2mL，Ⅰ、Ⅲ實驗溫度不同，因而可知設(shè)計實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是探究溫度對反應(yīng)速率的影響；

（3）利用實驗Ⅲ中數(shù)據(jù)計算：用紫紅色剛好褪去時記時結(jié)束說明KMnO4被消耗完，Δc(KMnO4)=0.01mol·L-1×2mL/4mL=0.05mol·L-1，v(KMnO4)=Δc(KMnO4)/Δt=0.01 mol/(L·min)；

（4）①根據(jù)信息“某同學(xué)認(rèn)為是放熱導(dǎo)致溶液溫度升高所致，重做Ⅰ號實驗，測定過程中溶液不同時間的溫度，結(jié)果溫度沒有明顯變化”，說明溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因；

②根據(jù)信息“有同學(xué)在實驗中發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時，開始一段時間反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快”，可推斷有催化劑生成，常見的催化劑有金屬離子，因而可推測是生成了Mn2+加快了反應(yīng)速率, 為驗證猜測需要加入含Mn2+的鹽，其加入的陰離子為體系中所含陰離子，這樣才不會造成干擾，所以該陰離子為SO42-，因而加入MnSO4固體。