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解答题-实验探究题 较难0.4 引用1 组卷251
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,教科书《化学反应原理》中设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1mol·L-1、0.2mol·L-1H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为___
预期现象是:
①溶液的颜色由___色变为___色。
②其中加入___mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1试验安排及结果
实验
编号
A(KMnO4溶液
浓度/mol·L-1)
B(草酸溶液
浓度/mol·L-1)
C(硫酸溶液
浓度/mol·L-1)
褪色时间/s
1331336
212382
331376
4132133
5233102
6322156
7221300
8212115
9111200
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如表:
表2各因素水平的数据处理结果
A(KMnO4溶液)B(草酸溶液)C(硫酸溶液)
浓度/mol·L-10.0050.0100.0150.10.50.961218
平均褪色时间/s138.3172.3189.3130.3179.3190.3278.7134.786.7
(2)由表2可知,三因素中,____的浓度(选填“A”、“B”或“C”,下同)对反应速率影响显著,而___的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为___mol·L-1、草酸浓度为____mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得实验结果如下:
表3不同硫酸浓度下的褪色时间
c(H2SO4)/mol·L-1181614121086
褪色时间/s678390103129146200
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度____mol·L-1___mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
2021高三·浙江·专题练习
知识点:影响化学反应速率的外因浓度对化学反应速率的影响外因对化学反应速率影响的综合分析综合实验设计与评价 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验,其中A、B的成分见表:
序号A溶液B溶液
2mL0.2mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液
2mL0.1mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液
2mL0.2mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO4溶液和少量MnSO4
(1)该反应的离子方程式为____
乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率。为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验
实验编号1234
水/mL1050X
0.5mol/LH2C2O4/mL510105
0.2mol/L KMnO4/mL551010
时间/s402010___
(2)X=___,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是____
(3)在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致,重做3号实验,测定过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
时间/S051015202530
温度/℃2526262626.52727
结合实验目的与表中数据,你得出的结论是____
(4)从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是____的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是___
a.硫酸钾          b.水          c.氯化锰        d.硫酸锰
某实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
已知:反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4溶液转化为MnSO4
通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验:
实验编号1234
水/mL1050x
0.5 mol·L-1H2C2O4溶液/mL510105
0.2 mol·L-1KMnO4溶液/mL551010
时间/s402010
(1)该反应的化学方程式为_______
(2)x=_______,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是_______
(3)2号实验中,用H2C2O4表示的反应速率为_______(反应后溶液的总体积变化忽略不计)。
(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高,再次进行3号实验,测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如表所示:
时间/s051015202530
温度/℃2526262626.52727
①结合实验目的与表中数据,你得出的结论是_______
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是_______的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是_______(填字母)。
a.硫酸钾                      b.水                    c.二氧化锰                    d.硫酸锰

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