Question

【題目】Ⅰ.測定化學(xué)反應(yīng)速率

某同學(xué)利用如圖裝置測定化學(xué)反應(yīng)速率。

(已知：S2O32-+2H+=H2O+S↓+SO2↑)

（1）為保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性、可靠性，利用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的步驟是__；除如圖所示的實(shí)驗(yàn)用品、儀器外，還需要的一件實(shí)驗(yàn)儀器是__。

（2）若在2min時收集到224mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，可計算出該2min內(nèi)H+的反應(yīng)速率，而該測定值比實(shí)際值偏小，其原因是___。

Ⅱ.為探討化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

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”。已知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

實(shí)驗(yàn)時，通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。限選試劑與儀器：0.20mol/LH2C2O4溶液，0.010mol/L酸性KMnO4溶液，蒸餾水，錐形瓶，恒溫水浴槽，量筒，秒表。該小組設(shè)計了如下的方案。

物理量	水	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	體積/mL	濃度/molL-1	體積/mL	濃度/molL-1	體積/mL
①	0	0.20	2.0	0.010	4.0	50
②	0	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③			1.0	0.010	4.0	25

（1）已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4。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）實(shí)驗(yàn)③測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）=__mol·L-1·min-1。

（3）請完成表格內(nèi)二處空白__、__。

（4）已知50℃時c(MnO4-)～反應(yīng)時間t的變化曲線如圖。其中反應(yīng)速率最快的階段是__，原因是___。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 秒表 SO2會部分溶于水，導(dǎo)致所測得SO2體積偏小 2.5 0.010 1.0 0.20 t1～t2 生成物MnSO4是該反應(yīng)的催化劑

【解析】

I．（1）從實(shí)驗(yàn)裝置可知，本實(shí)驗(yàn)是通過測量在一個時間段內(nèi)所收集到的氣體的體積來測定反應(yīng)速率，所以先要檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)儀器還需要秒表；

（2）SO2易溶于水，導(dǎo)致所測得的SO2的體積偏小；

II．（1）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；

（2）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)式計算出反應(yīng)速率；

（3）由于高錳酸鉀和草酸的濃度均相同，為了探究不同濃度對反映速率的影響，需要加水改變草酸的濃度；

（4）從圖象可以看出t1-t2階段斜率最大，c（MnO4-）變化最大，說明此時段反應(yīng)速率最快，由于濃度變小，可以推測是催化劑的影響；

I．（1）從實(shí)驗(yàn)裝置可知，本實(shí)驗(yàn)是通過測量在一個時間段內(nèi)所收集到的氣體的體積來測定反應(yīng)速率，所以先要檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)儀器還需要秒表；答案為檢查裝置的氣密性；秒表。

（2）SO2易溶于水，導(dǎo)致所測得的SO2的體積偏小，則據(jù)此計算出的△n（H+）和△C（H+）以及V（H+）會變��；答案為SO2會部分溶于水，導(dǎo)致所測得SO2體積偏小。

II．（1）H2C2O4中碳元素的化合價為+3價,變成二氧化碳后化合價總共升高了2(4-3)價,所以每消耗1molH2C2O4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n(H2C2O4):n(KMnO4)=2.5；答案為2.5。

（2）由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)③H2C2O4的體積只有1mL，所以應(yīng)加水1mL才能使三組實(shí)驗(yàn)的體積一樣，草酸的物質(zhì)的量為：0.20molL1×0.001L=0.0002mol,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010molL1×0.004L=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：=，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)= =0.010molL1min1；

答案為0.010 molL1min1。

（3）通過上述分析，表格內(nèi)二處空白分別為水1mL，H2C2O4濃度為0.2mol/L；

答案為1mL，0.2mol/L。

（4）從圖象可以看出t1-t2階段斜率最大,c(MnO4-)變化最大，說明此時段反應(yīng)速率最快，由于反應(yīng)物的濃度變小，可以推測是催化劑的影響，可推測是生成物做了催化劑；

答案為t1-t2；生成物MnSO4是該反應(yīng)的催化劑。