Question

甲、乙两个实验小组分别利用KMnO₄酸性溶液与H₂C₂O₄溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响。设计实验方案如下：

甲组：通过测定生成CO₂气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。

实验装置如图，实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

(注：实验中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄)：

序号	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)如何检查该装置的气密性：                                   。

(2)写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式(提示：H₂C₂O₄为弱酸)：                      。

(3)该实验探究的是          对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器，实现该实验目的还欠缺的仪器：             。你将如何比较①②组化学反应速率大小？你的操作是                        。

乙组：通过测定单位时间内KMnO₄溶液浓度变化来判定反应速率快慢。

25℃时，40 mL 0.001mol/LKMnO₄与38 mL0.1 mol/LH₂C₂O₄和2 mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80 mL中KMnO₄的浓度及对应时段的平均反应速率数据：

时间（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)。

问题讨论：已知该实验过程中溶液温度几乎不变，但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大。

①你认为引起该反应速率增大的因素是                 。

②请设计实验证明你的观点，写出实验步骤及结论：

实验步骤及结论：

 

 

Answer 1

【答案】

(共17分)

(1)关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好。(2分)

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

(3)浓度(1分)  秒表(1分)

比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快(或比较在该环境中，比较收集相同体积气体所用时间，越短速率越快)(2分)

(4)0.11(3分)

①反应过程中产生了催化剂加快了反应速率(如果答生成的Mn²⁺对反应有催化作用也给分)(2分：

 (或其他合理答案也给分)

实验步骤及结论：(答案合理即可) 实验步骤：首先，取两支试管分别加入等体积上述酸性KMnO4溶液；接下来，向其中一支试管中加入少许MnSO4固体；最后，同时分别向两支试管中加入等体积的上述H2C2O4溶液，观察两支试管中颜色褪去的时间长短。(2分) 结论：若加有MnSO4固体试管褪色时间短，则证明是生成的Mn2+作催化剂。(2分)

 

【解析】

试题分析：本题以课本实验为基础，探究影响化学反应速率的因素，首先应该联系课本知识，了解影响化学反应速率的因素有哪些以及氧化还原知识，实验基本操作等基础知识，然后运用恰当的方法进行解题。

（1）考查气密性的检查，在这个相对密封的体系，打开分液漏斗，开始用液体流下，后停止，并保持，说明气密性良好或通过活塞的推动，也可判断；

（2）氧化还原反应方程式的书写

（3）从改变的条件看，H₂C₂O₄浓度从0.1到0.2mol/L，故为浓度对化学反应速率的影响；

（4）根据相关数据可以计算出速率的大小；从数据看出反应的速率先增大后减小，故可以考虑催化剂的影响。

考点：以探究实验为基础，考查影响化学反应速率的因素、化学实验基本操作、氧化还原反应基础知识等。