某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法研究影响反应速率的因素．该反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O该实验条件作如下限定:①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.01mol•L-1.0.001mol•L-1,②所用H2C2O4溶液的浓度可� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．某探究小组用KMnO₄酸性溶液与H₂C₂O₄溶液反应过程中溶液紫色消失的方法研究影响反应速率的因素．
该反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
该实验条件作如下限定：
①所用KMnO₄酸性溶液的浓度可选择：0.01mol•L^-1、0.001mol•L^-1；
②所用H₂C₂O₄溶液的浓度可选择：0.1mol•L^-1、0.2mol•L^-1；
③催化剂的用量可选择0g、0.5g；
④实验温度可选择298K、323K．
（1）每次实验KMnO₄酸性溶液的用量均为4mL、H₂C₂O₄溶液的用量均为2mL．如果要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成4个实验进行对比即可得出结论．
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO₄酸性溶液的浓度，测得以下实验数据：（从混合振荡均匀开始计时）

KMnO₄酸性溶液的浓度（mol•L^-1）	溶液褪色所需时间（min）
KMnO₄酸性溶液的浓度（mol•L^-1）	第1次	第2次	第3次
0.01	14	13	11
0.001	6	7	7

①用0.001mol•L^-1KMnO₄酸性溶液进行实验时KMnO₄的平均反应速率1×10^-4mol•L^-1•min^-1
（忽略混合前后溶液的体积变化）
②若不经过计算，直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行？（填“是”或“否”）否．若不可行（若认为可行则不填），请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案：取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应，观察溶液褪色的情况．

分析（1）所做的实验至少有对比实验、改变浓度的实验、改变温度的实验、加催化剂的实验．
（2）①根据v=$\frac{△C}{△t}$计算．
②因颜色是由KMnO4产生，虽然KMnO4浓度大反应快，但KMnO4的量也多，故无法比较；如果想通过直接观察褪色时间长短来判断必须保证高锰酸钾的体积与浓度相同．

解答解：（1）要得出反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响的结论至少要完成：
①取不同浓度KMnO₄溶液，在相同温度下进行反应；
②取同浓度KMnO₄溶液，在不同温度下进行反应；
③取同浓度KMnO₄溶液，在同温度且有催化剂的条件下进行反应；
④取同浓度KKMnO₄溶液，在同温度且不使用催化剂的条件下进行反应等4个实验来进行对比．
故答案为：4．
（2）①反应开始时：c（KMnO₄）=$\frac{{0.001mol•{L^{-1}}×0.004L}}{0.004L+0.002L}$=0.00067 mol•L^-1
反应时间：△t=$\frac{6min+7min+7min}{3}$=6.7min
KMnO₄的平均反应速率v（KMnO₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{{0.00067mol•{L^{-1}}}}{6.7min}$=1×10^-4 mol•L^-1•min^-1
故答案为：1×10^-4 mol•L^-1•min^-1；
②由题中数据知浓度大的褪色时间反而长，因颜色是由KMnO₄产生，虽然KMnO₄浓度大反应快，但KMnO₄的量也多，故无法比较，故不经过计算直接利用表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是不可行的；所以若想通过直接观察褪色时间长短来判断溶液浓度的大小，则必须保证KMnO₄酸性溶液的浓度相同，才能判断H₂C₂O₄溶液浓度的大小．
故答案为：否；取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应，观察溶液褪色的情况．

点评本题考查了影响化学反应速率的因素，侧重于学生的分析、实验能力的考查，难度不大，注意决定反应速率的是物质本身的性质，外界条件只是影响因素．

练习册系列答案

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（4）若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH₃的体积分数仍为m，若N₂、H₂、NH₃的加入量用X、Y、Z表示应满足：若X=1.5，Y=4.5，Z=1．

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