题目内容

【题目】某研究性学习组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如下:(已知H2C2O4是弱酸)

实验

序号

实验

温度

KMnO4溶液

H2C2O4溶液

H2O

溶液褪色时间

V(mL)

c(mol/L)

V(mL)

c(mol/L)

V(mL)

t(s)

A

293K

2

0.05

8

0.25

0

t1

B

T1

2

0.05

6

0.25

V1

8

C

313K

2

0.05

6

0.25

2

t2

(1)通过实验A、B,可探究出___的改变对反应速率的影响,其中V1=___,T1=___,t2 ___8(填“>”、“<”或“=”)。

(2)通过实验____可探究出温度变化对化学反应速率的影响。

(3)若t1<8,则由实验A、B可以得出的结论是____;利用实验B中数据计算,从反应开始到有结束,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为______。

(4)该反应中有无色无味气体产生,且锰被还原为Mn2+,写出相应反应的离子方程式 ________。

(5)该小组的一位同学通过查阅资料发现:反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是 ____。

【答案】浓度 2 293K < BC 其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大 1.25×10-3mol/(L·s) 2MnO42-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 作催化剂

【解析】

A、B滴加的H2C2O4溶液的体积不等,应控制温度相同,探究浓度对反应速率的影响,需要可知溶液的总体积相同,B、C的温度不同,结合温度对反应速率的影响和反应速率的计算公式分析解答(1)~(3);

(4)根据题意,草酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水,据此书写反应的离子方程式;

(5)根据影响化学反应速率的因素分析判断。

(1)实验A、B,滴加H2C2O4溶液的体积不等,故实验A、B,可探究H2C2O4溶液浓度的改变对反应速率的影响;据实验A可知,需要保证溶液的总体积为10mL,B中H2C2O4溶液6mL,故需加水10mL-2mL-6mL=2mL;研究浓度对化学反应速率的影响,A、B的温度需要相同,故T1=293K;B、C溶液的浓度相同,温度不同,温度越高,反应速率越快,溶液褪色的时间越少,因此t2 <8,故答案为:浓度;2;293K;<;

(2)B、C溶液的浓度相同,温度不同,通过B、C实验可探究出温度变化对化学反应速率的影响,故答案为:BC;

(3)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;草酸的物质的量为0.25molL-1×0.006L=0.0015mol,高锰酸钾的物质的量为0.05molL-1×0.002L=0.0001mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.0015mol:0.0001mol=15:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=0.01mol/L,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为=0.00125mol/(L·s),故答案为:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;0.00125mol/(L·s);

(4)草酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成二氧化碳、锰离子和水,反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;

(5)反应一段时间后该反应速率会加快,造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与H2C2O4之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是催化作用,相应的粒子最有可能是Mn2+,故答案为:作催化剂。

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