Question

5．甲、乙兩個實驗小組利用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)計實驗方案如下（實驗中所用KMnO₄溶液均已加入H₂SO₄）：
甲組：通過測定單位時間內(nèi)生成CO₂氣體體積的大小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小
某同學(xué)進行實驗，實驗裝置如圖1．其中A、B的成分見表

序號	A溶液	B溶液
①	2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②	2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
③	2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4

（1）該實驗的目的是探究草酸濃度和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（2）實驗開始前需要檢查氣密性．分液漏斗中A溶液應(yīng)該一次性加入（填“一次性”或“逐滴滴加”）
（3）完成該實驗還需要秒表（填儀器名稱），實驗結(jié)束后讀數(shù)前需要移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平．
（4）請在圖2中，畫出實驗②、③中CO₂體積隨時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖．

乙組：通過測定KMnO₄溶液褪色所需時間的多少來比較化學(xué)反應(yīng)速率為了探究KMnO₄與H₂C₂O₄濃度對反應(yīng)速率的影響，某同學(xué)在室溫下完成以下實驗

實驗編號	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
時間/s	40	20	10	---

（5）X=5，4號實驗中始終沒有觀察到溶液褪色，你認(rèn)為可能的原因是KMnO₄過量．
（6）2號反應(yīng)中，H₂C₂O₄的反應(yīng)速率為0.00625mol/（L•s）．
（7）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3號實驗，測定過程中溶液不同時間的溫度，結(jié)果如表：

時間/s	0	5	10	15	20	25	30
溫度/℃	25	26	26	26	26.5	27	27

結(jié)合實驗?zāi)康呐c表中數(shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因．
（8）從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你的猜想還可能是反應(yīng)產(chǎn)物的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗①②、①③中不同的物理量判斷該實驗?zāi)康模?br />（2）為了避免影響測定結(jié)果，分液漏斗中的A溶液不能逐滴加入；
（3）判斷反應(yīng)速率需要時間，用秒表計時；
（4）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、催化劑對反應(yīng)速率的影響畫出②、③中CO₂體積隨時間變化的示意圖；
（5）探究濃度對反應(yīng)速率的影響時，溶液的總體積都為20mL，據(jù)此判斷X值；由于4號實驗中高錳酸鉀過量，則溶液沒有褪色；
（6）根據(jù)n=cV計算出反應(yīng)物的物質(zhì)的量，然后根據(jù)不足量計算出反應(yīng)消耗的草酸的物質(zhì)的量，最后根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出H₂C₂O₄的反應(yīng)速率；
（7）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，20s時溫度不最高，但20s前突然褪色；
（8）隨著反應(yīng)的進行，生成物濃度增大，可能生成物影響化學(xué)反應(yīng)速率．

解答 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗①②探究的是濃度對反應(yīng)速率的影響，實驗①③探究的是催化劑對反應(yīng)速率的影響，所以該實驗的目的是探究溫度、催化劑對反應(yīng)速率的影響，
故答案為：探究草酸濃度和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
（2）為了避免實驗誤差，實驗過程中分液漏斗中的溶液A必須一次性加入，不能逐滴加入，
故答案為：一次性；
（3）根據(jù)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$可知，需要測定時間從而判斷反應(yīng)速率大小，需要用秒表計時；
故答案為：秒表；
（4）實驗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)束時間大于①；
實驗③中各物質(zhì)的濃度都與實驗①相同，而實驗③中使用了催化劑，則反應(yīng)速率大于①，反應(yīng)結(jié)束時間小于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)此畫出實驗②、③中CO₂體積隨時間變化的示意圖為：，
故答案為：；
（5）為了探究KMnO₄與H₂C₂O₄濃度對反應(yīng)速率的影響，實驗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，所以實驗4中高錳酸鉀過量，導(dǎo)致溶液沒有褪色，
故答案為：5；KMnO₄過量；
（6）2號實驗中草酸的物質(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×$\frac{5}{2}$=0.0025mol，
2號反應(yīng)中，H₂C₂O₄的反應(yīng)速率為：v（H₂C₂O₄）=$\frac{\frac{0.0025mol}{0.02L}}{20s}$=0.00625mol/（L•s），
故答案為：0.00625mol/（L•s）；
（7）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，20s時溫度不最高，但20s前突然褪色，說明溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因，
故答案為：溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因；
（8）隨著反應(yīng)的進行，生成物濃度增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，所以可能是生成物影響化學(xué)反應(yīng)速率，
故答案為：反應(yīng)產(chǎn)物．

點評 本題考查探究化學(xué)反應(yīng)速率影響因素，側(cè)重考查學(xué)生實驗操作、實驗分析及實驗總結(jié)歸納能力，明確外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率影響原理是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．