题目内容
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
（1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为： ；
预期现象是：
①溶液的颜色由 色变为 色，
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：
表1 试验安排及结果
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
（2）由表2可知，三因素中， 的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而 的浓度对反应速率的影响不显著。
（3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
（4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
（1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为： ；
预期现象是：
①溶液的颜色由 色变为 色，
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：
表1 试验安排及结果
| 实验 编号 | A（KMnO4溶液浓度/mol·L-1） | B（草酸溶液浓度/mol·L-1） | C（硫酸溶液浓度/mol·L-1） | 褪色时间/s |
| 1 | 3 | 3 | 1 | 336 |
| 2 | 1 | 2 | 3 | 82 |
| 3 | 3 | 1 | 3 | 76 |
| 4 | 1 | 3 | 2 | 133 |
| 5 | 2 | 3 | 3 | 102 |
| 6 | 3 | 2 | 2 | 156 |
| 7 | 2 | 2 | 1 | 300 |
| 8 | 2 | 1 | 2 | 115 |
| 9 | 1 | 1 | 1 | 200 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
| | A（KMnO4溶液） | B（草酸溶液） | C（硫酸溶液） | ||||||
| 浓度/mol·L-1 | 0.005 | 0.010 | 0.015 | 0.1 | 0.5 | 0.9 | 6 | 12 | 18 |
| 平均褪色时间/s | 138.3 | 172.3 | 189.3 | 130.3 | 179.3 | 190.3 | 278.7 | 134.7 | 86.7 |
（2）由表2可知，三因素中， 的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而 的浓度对反应速率的影响不显著。
（3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
| c(H2SO4)/mol·L-1 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 8 | 6 |
| 褪色时间/s | 67 | 83 | 90 | 103 | 129 | 146 | 200 |
（4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
（14分）
（1）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O（3分）
紫色（或紫红色）（1分）；无（1分）；0.2（2分）
（2）C（硫酸） A（高锰酸钾）和B（草酸）（各1分，共3分）
（3）0.005 ， 0.1（各1分，共2分）；
（4）18，10（各1分，共2分）
（1）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O（3分）
紫色（或紫红色）（1分）；无（1分）；0.2（2分）
（2）C（硫酸） A（高锰酸钾）和B（草酸）（各1分，共3分）
（3）0.005 ， 0.1（各1分，共2分）；
（4）18，10（各1分，共2分）
试题分析：
（1）高锰酸钾具有氧化性、草酸具有还原性，MnO4-将H2C2O4氧化为CO2气体，本身被还原为Mn2+，根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平。MnO4-呈紫色，反应后溶液为无色。增大反应物浓度，反应速率加快。
（2）由表2可知，硫酸浓度对反应速率影响显著；而高锰酸钾和草酸浓度对反应速率影响不明显。
（3）当高锰酸钾溶液浓度为0.005 mol·L-1、草酸溶液浓度为0.01 mol·L-1时反应速率最快。
（4）褪色时间1分钟和2分钟即60s和120s，对应的浓度分别为18 mol·L-1和10 mol·L-1。
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