Question

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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。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。該小組設(shè)計(jì)了如下方案：

實(shí)驗(yàn)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
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

 

（1）已知反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，每消耗1molH₂C₂O₄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n(H₂C₂O₄)∶n(KMnO₄)≥______。

（2）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是________(填編號(hào)，下同)，可探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是________。

（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。

（4）已知實(shí)驗(yàn)③中c(MnO₄^-)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如下圖。若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)②中c(MnO₄^-)～t的變化曲線示意圖。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）2　 2.5(或5:2)　   （2）②和③，　①和②　  （3）0.010

（4）

 

【解析】

試題分析：（1）高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄ + 5H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + MnSO₄ + 10CO₂↑+ 8H₂O，反應(yīng)中C的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，所以每消耗1molH₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，則KMnO₄必須完全反應(yīng)，從方程式可看出：n(H₂C₂O₄) n(KMnO₄)≥5∶2。（2）分析表中數(shù)據(jù)可看出，②和③兩個(gè)實(shí)驗(yàn)僅溫度不同，①和②兩個(gè)實(shí)驗(yàn)僅草酸濃度不同，所以探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)是②和③，探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)是①和②。（3）用KMnO₄溶液表示的平均反應(yīng)速率為：。（4）實(shí)驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低，則反應(yīng)速率小，KMnO₄溶液褪色時(shí)間長，c(MnO₄^-)～t的變化曲線示意圖見答案。

考點(diǎn)：考查外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)與表達(dá)，考查綜合分析能力和圖表處理能力。