Question

4．甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用KMnO₄溶液均已加入H₂SO₄）：
甲組：通過(guò)測(cè)定生成CO₂氣體體積的方法來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率的大�。�
實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗中A溶液一次性放下．
A、B的成分見下表：

序號(hào)	A溶液	B溶液
①	2mL0.1mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L  KMnO4溶液
②	2mL0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L  KMnO4溶液

（1）甲組同學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的是濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
結(jié)合裝置，分析所給實(shí)驗(yàn)儀器，定量比較①②組化學(xué)反應(yīng)速率大小實(shí)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪�欠缺的儀器：秒表．
乙組通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)KMnO₄溶液濃度變化來(lái)判定反應(yīng)速率快慢．所用的試劑以及條件如下表所示：

序號(hào)	溶液	條件
③	2mL 0.1mol/L H2C2O4和8mL 0.1mol/L KMnO4	熱水
④	2mL 0.1mol/L H2C2O4和8mL 0.1mol/L KMnO4	冷水

（2）①乙組同學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繉?duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
②寫出溶液中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式（提示：H₂C₂O₄為弱酸，KMnO₄的還原產(chǎn)物為Mn²⁺）：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O．實(shí)驗(yàn)中該組同學(xué)始終沒(méi)有看到溶液褪色，其原因是高錳酸鉀過(guò)量．
丙組：丙組通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間KMnO₄溶液濃度變化來(lái)判定反應(yīng)速率快慢．在25℃時(shí)，40mL 0.001mol/LKMnO₄與38mL0.1mol/LH₂C₂O₄和2mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80mL中KMnO₄的濃度及對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均反應(yīng)速率數(shù)據(jù)：

時(shí)間（min）	0-4	4-8	8-12	12-16	16-21	21-22	22-23
c（KMnO4）（10-4mol/L）	4.58	4.02	3.36	2.25	0.72	0.43	0.23
υ（KMnO4）（10-4mol/（L•min）	a	0.14	0.17	0.28	0.32	0.29	0.20

（3）完成上表中a=0.11  mol/（L•min）．
問(wèn)題討論：已知該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液溫度幾乎不變，但是依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)開始階段速率卻在增大．
你認(rèn)為引起該反應(yīng)速率增大的因素是反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應(yīng)速率．

Answer 1

分析 （1）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；判斷反應(yīng)速率需要時(shí)間，用秒表計(jì)時(shí)；
（2）①實(shí)驗(yàn)中除溫度不同外，其他條件都相同；
②高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價(jià)錳離子；根據(jù)草酸和高錳酸鉀反應(yīng)的方程式分析數(shù)據(jù)可知高錳酸鉀過(guò)量；
（3）根據(jù)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算速率的大��；溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應(yīng)的速率開始階段速率卻在增大，可判斷是催化劑的影響．

解答 解：（1）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；判斷反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$，需要測(cè)定時(shí)間，可用秒表計(jì)時(shí)，
故答案為：濃度；秒表；
（2）①實(shí)驗(yàn)中除溫度不同外，其他條件都相同，可知該實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：溫度；
②高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把草酸中的C從+3價(jià)氧化成+4價(jià)的二氧化碳，Mn元素從+7價(jià)變化到+2價(jià)的錳離子，由于草酸分子中有2個(gè)C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)比例為 2：5，故反應(yīng)的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
草酸的物質(zhì)的量為：0.002L×0.1mol•L^-1=2×10^-4mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.008L×0.1mol•L^-1=8×10^-4mol，由方程式可知，高錳酸鉀過(guò)量，故沒(méi)看到溶液褪色，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；高錳酸鉀過(guò)量；
（3）反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.04L×0.001mol/L}{0.08L}-4.58×1{0}^{-4}mol/L}{4min}$=0.11×10^-4mol/（L•min），溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應(yīng)的速率開始階段速率卻在增大，可判斷是反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應(yīng)速率，
故答案為：0.11；反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生了催化劑加快了反應(yīng)速率．

點(diǎn)評(píng) 本題以探究實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)等，試題側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．