题目内容
【题目】某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。
限选试剂和仪器:0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
物理量 编号 | V(草酸溶液)/mL | V(蒸馏水)/mL | V(KMnO4溶液)/mL | m(MnSO4)/g | T/℃ | 乙 |
① | 2.0 | 0 | 4.0 | 0 | 50 | |
② | 2.0 | 0 | 4.0 | 0 | 25 | |
③ | 1.0 | a | 4.0 | 0 | 25 | |
④ | 2.0 | 0 | 4.0 | 0.1 | 25 |
回答下列问题:
(1)写出上述反应的离子方程式:________________________。
(2)上述实验①②是探究____________对化学反应速率的影响;上述实验②④是探究____________对化学反应速率的影响。若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为______________;表格中的“乙”填写t/s,其意义是______________________。
(3)实验①中对“乙”重复测量三次,所得数值分别13.6,13.0,13.4。据此计算,实验①中以MnO4-浓度的改变量所表示的反应速率为________________。
【答案】(1)2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)温度;催化剂;1.0;溶液褪色所需时间;
(3)5.0×10-4 mol·L-1·s-1。
【解析】
试题分析:(1)高锰酸钾具有强氧化性,草酸具有还原性,两者发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,草酸中C原子被氧化成CO2,根据化合价升降法进行配平,离子反应方程式为:2NMnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)探究外界因素影响反应速率,要求其他条件不变,对比①②是温度不同,因此①②是探究温度对化学反应速率的影响,②④不同的是④加入MnSO4,因此探究是催化剂对化学反应速率的影响,溶液体积不变,即a=1.0,高锰酸钾和草酸反应,高锰酸钾的紫色褪去,即乙为溶液褪色所需时间;(3)第二组数值与另外两种相差较大,删去此组数值,因此平均消耗时间是(13.6+13.4)/2s=13.5s,根据离子反应方程式,高锰酸钾完全反应,即v(KMnO4)=4×10-3×0.01/(6×10-3×13.5)mol/(L·s)=5.0×10-4mol/(L·s)。