Question

某學(xué)校化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”．
Ⅰ小組A利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計(jì)時(shí)，通過測(cè)定褪色所需時(shí)間來判斷反應(yīng)的快慢．方案數(shù)據(jù)如表所示．

編號(hào)	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度mol?L-1	體積mL	濃度 mol?L-1	體積mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25

（1）小組A的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?div id="r9pxhzt" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（2）已知反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移

 

mol電子．為了觀察到紫色褪去，H₂C₂O₄與KMnO₄初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為：c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)①測(cè)得KMnO₄溶液的褪色時(shí)間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO₄）=

 

 mol?L^-1?min^-1．（保留兩位有效數(shù)字）
Ⅱ小組B利用Na₂S₂O₃溶液與稀硫酸混合反應(yīng)來探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（4）補(bǔ)充完成該反應(yīng)方程式：H₂SO₄+Na₂S₂O₃═Na₂SO₄+H₂O+SO₂+

 

（除空缺外已配平）．
（5）該小組設(shè)計(jì)了如表的實(shí)驗(yàn)方案（已知各溶液體積均為5mL），請(qǐng)?zhí)顚懕砀裰袆澗�部分．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	c（Na2S2O3）/mol?L-1	c（H2SO4）/mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>
①	298	0.1	0.1	探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響
②	308

（6）已知60℃時(shí)c（S₂O₃^2-）～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示．若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，畫出45℃時(shí)c（S₂O₃^2-）～t的變化曲線示意圖，并作出必要的標(biāo)注．

Answer 1

考點(diǎn)：探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是H₂C₂O₄溶液的濃度，據(jù)此解答即可；
（2）根據(jù)題中信息及化合價(jià)升降法配平反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)電子守恒計(jì)算出1mol草酸完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；根據(jù)“觀察到紫色褪去”必須滿足高錳酸鉀的物質(zhì)的量小于草酸的物質(zhì)的量解得二者濃度關(guān)系；
（3）先根據(jù)醋酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量判斷過量，然后根據(jù)不足量及反應(yīng)速率表達(dá)式計(jì)算出反應(yīng)速率；
（4）依據(jù)元素守恒推斷缺少的元素，即可寫出生成物；
（5）探究溫度的影響，應(yīng)保持反應(yīng)物的濃度不改變，據(jù)此解答即可；
（6）根據(jù)溫度降低反應(yīng)速率減小畫出25℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖．

解答： 解：（1）讀表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是H₂C₂O₄溶液_的濃度，故答案為：探究反應(yīng)物H₂C₂O₄濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
（2）根據(jù)反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，利用化合價(jià)升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑；H₂C₂O₄中碳元素的化合價(jià)為+3價(jià)，變成二氧化碳后化合價(jià)總共升高了2（4-3）價(jià)，所以每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥

5

2

=2.5，
故答案為：2； 2.5；
（3）草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol?L^-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010mol?L^-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：

0.010mol/L×0.004L

0.002L+0.004L

=

2

3

×0.010mol/L，
這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO₄）=

2 3 ×0.010mol/L

40s 60s/min

=0.010mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.010或1.0×10^-2；
（4）觀察發(fā)現(xiàn)此方程式中生成物中缺少的是S，S固體難溶于水，故答案為：S↓；
（5）探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，只改變反應(yīng)條件，即溫度，升高溫度或者降低溫度，應(yīng)保持各種物質(zhì)的濃度不改變，故答案為：0.1；0.1
（6）45℃時(shí)反應(yīng)速率小于60℃時(shí)，所以高錳酸根離子的濃度變化比60℃時(shí)小，反應(yīng)需要的時(shí)間大于60℃條件下需要的時(shí)間，據(jù)此畫出45℃時(shí)c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究溫度、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、濃度歲時(shí)間變化的曲線，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度、壓強(qiáng)等對(duì)反應(yīng)速率的影響，試題側(cè)重對(duì)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(shí)解決實(shí)際問題的能力．