题目内容
【题目】草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
MnO
+H2C2O4+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)
用4 mL 0.001 mol·L-1KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示:
组别 | 10%硫酸体积/mL | 温度/℃ | 其他物质 |
Ⅰ | 2 | 20 | |
Ⅱ | 2 | 20 | 10滴饱和MnSO4溶液 |
Ⅲ | 2 | 30 | |
Ⅳ | 1 | 20 | 1 mL蒸馏水 |
(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______________________。
(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验____________和________(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究____________对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是______________________________________________________________。
【答案】2∶5ⅠⅡⅠⅢc(H+)(或硫酸溶液的浓度)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变
【解析】
(1) MnO4-→Mn2+,Mn元素化合价降了5价,H2C2O4→CO2,C元素降了1价;根据电子守恒列式可得:n(MnO4-)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),则n(MnO4-)∶n(H2C2O4)=2∶5;综上所述,本题答案是:2∶5。
(2)研究某一因素对化学反应速率的影响时,要保证其他各条件完全相同,因此研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ和Ⅱ ;研究温度对化学反应速率的影响,使用实验Ⅰ 和Ⅲ;综上所述,本题答案是:Ⅰ,Ⅱ ;Ⅰ, Ⅲ。
(3)对比Ⅰ和Ⅳ,反应的温度、溶液的体积等都相同,仅有c(H+)不同,故可研究c(H+)对反应速率的影响;加1mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变;综上所述,本题答案是:c(H+)(或硫酸溶液的浓度) ;确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。