Question

甲、乙兩個實驗小組分別利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應進行研究外界因素對反應速率的影響。設計實驗方案如下：
甲組：通過測定生成CO₂氣體體積的方法來比較化學反應速率的大小。
實驗裝置如圖，實驗時分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

(注：實驗中所用KMnO₄溶液均已加人相同量H₂SO₄)：

序號	A溶液	B溶液
①	2 mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4溶液
②	2 mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4 mL0.01mol/LKMnO4溶液

 
(1)如何檢查該裝置的氣密性：                                  。
(2)寫出當錐形瓶中加入A溶液后發(fā)生的反應的離子方程式(提示：H₂C₂O₄為弱酸)：                     。
(3)該實驗探究的是         對化學反應速率的影響。分析所給實驗儀器，實現(xiàn)該實驗目的還欠缺的儀器：            。你將如何比較①②組化學反應速率大��？你的操作是                       。
乙組：通過測定單位時間內(nèi)KMnO₄溶液濃度變化來判定反應速率快慢。
25℃時，40 mL 0.001mol/LKMnO₄與38 mL0.1 mol/LH₂C₂O₄和2 mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80 mL中KMnO₄的濃度及對應時段的平均反應速率數(shù)據(jù)：

時間（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)。
問題討論：已知該實驗過程中溶液溫度幾乎不變，但是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)開始階段速率卻在增大。
①你認為引起該反應速率增大的因素是                。
②請設計實驗證明你的觀點，寫出實驗步驟及結(jié)論：

實驗步驟及結(jié)論：

 

Answer 1

(共17分)
(1)關(guān)閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內(nèi)管一段距離后松手，若內(nèi)管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好。(2分)
(2)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O(2分)
(3)濃度(1分) 秒表(1分)
比較在該環(huán)境中，相同時間收集到的氣體體積，多的反應速率快(或比較在該環(huán)境中，比較收集相同體積氣體所用時間，越短速率越快)(2分)
(4)0.11(3分)
①反應過程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應速率(如果答生成的Mn²⁺對反應有催化作用也給分)(2分：
(或其他合理答案也給分)

實驗步驟及結(jié)論：(答案合理即可) 實驗步驟：首先，取兩支試管分別加入等體積上述酸性KMnO4溶液；接下來，向其中一支試管中加入少許MnSO4固體；最后，同時分別向兩支試管中加入等體積的上述H2C2O4溶液，觀察兩支試管中顏色褪去的時間長短。(2分) 結(jié)論：若加有MnSO4固體試管褪色時間短，則證明是生成的Mn2+作催化劑。(2分)

 

試題分析：本題以課本實驗為基礎，探究影響化學反應速率的因素，首先應該聯(lián)系課本知識，了解影響化學反應速率的因素有哪些以及氧化還原知識，實驗基本操作等基礎知識，然后運用恰當?shù)姆椒ㄟM行解題。
（1）考查氣密性的檢查，在這個相對密封的體系，打開分液漏斗，開始用液體流下，后停止，并保持，說明氣密性良好或通過活塞的推動，也可判斷；
（2）氧化還原反應方程式的書寫
（3）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對化學反應速率的影響；
（4）根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以計算出速率的大��；從數(shù)據(jù)看出反應的速率先增大后減小，故可以考慮催化劑的影響。