Question

甲、乙两个实验小组分别利用KMnO₄酸性溶液与H₂C₂O₄溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响．设计实验方案如下：
甲组：通过测定生成CO₂气体体积的方法来比较化学反应速率的大小．
实验装置如图，实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中．
（注：实验中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄）：

序号	A溶液	B溶液
①	2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
②	2mL 0.2mol/L H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L KMnO4溶液

（1）如何检查该装置的气密性：

 

．
（2）写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式（提示：H₂C₂O₄为弱酸）：

 

．
（3）该实验探究的是

 

对化学反应速率的影响．分析所给实验仪器，实现该实验目的还欠缺的仪器：

 

．你将如何比较①②组化学反应速率大小？你的操作是

 

．
乙组：通过测定单位时间内KMnO₄溶液浓度变化来判定反应速率快慢．25℃时，40mL 0.001mol/L KMnO₄与38mL 0.1mol/L H₂C₂O₄和2mL 2.38mol/L H₂SO₄混合液共80mL中KMnO₄的浓度及对应时段的平均反应速率数据：

时间（min）	4	8	12	16	21	22	23	24	25
c（KMnO4）（10-4mol/L）	4.58	4.02	3.36	2.25	0.72	0.43	0.23	0.16	0.13
υ（KMnO4）（10-4mol/（L?min）	υ	0.14	0.17	0.28	0.32	0.29	0.20	0.07	0.03

（4）完成上表中υ=

 

×10^-4mol/（L?min）．
问题讨论：已知该实验过程中溶液温度几乎不变，但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大．
①你认为引起该反应速率增大的因素是

 

．
②请设计实验证明你的观点，写出实验步骤及结论：

实验步骤及结论：

Answer 1

考点：探究温度、压强对化学反应速率的影响,化学反应速率的影响因素

专题：实验设计题

分析：本题以课本实验为基础，探究影响化学反应速率的因素，首先应该联系课本知识，了解影响化学反应速率的因素有哪些以及氧化还原知识，实验基本操作等基础知识，然后运用恰当的方法进行解题．
（1）使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段；
（2）高锰酸钾具有强氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被还原成二价锰离子；
（3）从改变的条件看，H₂C₂O₄浓度从0.1到0.2mol/L，故为浓度对化学反应速率的影响；
判断反应速率需要时间，用秒表计时；
比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快；
（4）根据反应速率v=

△c

△t

计算速率的大小；
①溶液温度几乎不变，从数据看出反应的速率先增大后减小，可判断是催化剂的影响；
②选取两份相同的溶液，一份加入含有二价锰离子的物质，看能否加快反应速率．

解答： 解：（1）使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段，检查该装置的气密性可关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好；
故答案为：关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好；
（2）高锰酸钾具有强氧化性，把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳，Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子，由于草酸分子中有2个C原子，所以高锰酸钾与草酸的反应比例为 5：2，故反应的方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；
（3）从改变的条件看，H₂C₂O₄浓度从0.1到0.2mol/L，故为浓度对化学反应速率的影响；
判断反应速率v=

△c

△t

，需要测定时间，可用秒表计时；
比较反应速率大小可比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快，或者比较在该环境中，比较收集相同体积气体所用时间，越短速率越快；
故答案为：浓度；秒表；比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快（或比较在该环境中，比较收集相同体积气体所用时间，越短速率越快）；
（4）反应速率v=

△c

△t

=

0.040L×0.001mol/L 0.080L -4.58×10-4mol/L

4min

=0.11×10^-4mol/（L?min），故答案为：0.11；
①溶液温度几乎不变，从数据看出反应的速率先增大后减小，可判断是催化剂的影响，故答案为：反应过程中产生了催化剂加快了反应速率；
②选取两份相同的溶液，一份加入含有二价锰离子的物质，看能否加快反应速率，可设计实验为：

实验步骤及结论：  实验步骤：首先，取两支试管分别加入等体积上述酸性KMnO4溶液；接下来，向其中一支试管中加入少许MnSO4固体；最后，同时分别向两支试管中加入等体积的上述H2C2O4溶液，观察两支试管中颜色褪去的时间长短． 结论：若加有MnSO4固体试管褪色时间短，则证明是生成的Mn2+作催化剂．

，故答案为：

实验步骤及结论： 实验步骤：首先，取两支试管分别加入等体积上述酸性KMnO4溶液；接下来，向其中一支试管中加入少许MnSO4固体；最后，同时分别向两支试管中加入等体积的上述H2C2O4溶液，观察两支试管中颜色褪去的时间长短． 结论：若加有MnSO4固体试管褪色时间短，则证明是生成的Mn2+作催化剂．

．

点评：本题以探究实验为基础，考查影响化学反应速率的因素、化学实验基本操作、氧化还原反应基础知识等，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．