Question

甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(duì)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

(注：實(shí)驗(yàn)中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄)：

序號(hào)	A溶液	B溶液
①	2 mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4溶液
②	2 mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4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(shí)驗(yàn)探究的是          對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。分析所給實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)?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(shí)間內(nèi)KMnO₄溶液濃度變化來判定反應(yīng)速率快慢。

25℃時(shí)，40 mL 0.001mol/LKMnO₄與38 mL0.1 mol/LH₂C₂O₄和2 mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80 mL中KMnO₄的濃度及對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均反應(yīng)速率數(shù)據(jù)：

時(shí)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(shí)驗(yàn)過程中溶液溫度幾乎不變，但是依據(jù)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)，寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論：

 

 

Answer 1

【答案】

(共17分)

(1)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分)

(2)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O(2分)

(3)濃度(1分)  秒表(1分)

比較在該環(huán)境中，相同時(shí)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(shí)間，越短速率越快)(2分)

(4)0.11(3分)

①反應(yīng)過程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應(yīng)速率(如果答生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用也給分)(2分：

 (或其他合理答案也給分)

實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論：(答案合理即可) 實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)間長短。(2分) 結(jié)論：若加有MnSO4固體試管褪色時(shí)間短，則證明是生成的Mn2+作催化劑。(2分)

 

【解析】

試題分析：本題以課本實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)，實(shí)驗(yàn)基本操作等基礎(chǔ)知識(shí)，然后運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解題。

（1）考查氣密性的檢查，在這個(gè)相對(duì)密封的體系，打開分液漏斗，開始用液體流下，后停止，并保持，說明氣密性良好或通過活塞的推動(dòng)，也可判斷；

（2）氧化還原反應(yīng)方程式的書寫

（3）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；

（4）根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出速率的大小；從數(shù)據(jù)看出反應(yīng)的速率先增大后減小，故可以考慮催化劑的影響。

考點(diǎn)：以探究實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)等。