草酸溶液(无色)与高锰酸钾溶液(紫红色)在酸性条件下能够发生反应:

草酸溶液(无色)与高锰酸钾溶液(紫红色)在酸性条件下能够发生反应:
2MnO4-+5H 2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,用0.001mol•L-1 KMnO4溶液、0.01mol•L-1H 2C2O4溶液、0.1mol•L-1硫酸溶液混合,为了研究外界条件的改变对化学反应速率的影响规律,某同学设计了四组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表上:
组别 KMnO4溶液体积 H 2C2O4溶液体积 硫酸溶液体积 温度 水的体积
I 2mL 4mL 4mL 20℃ 0
II 2mL 4mL 30℃ 0
III 1mL 4mL 4mL 20℃ 1mL
IV 2mL 2mL 4mL 20℃
根据科学的实验方法,设计实验作对比时,变量只能有一个.请回答:
(1)对比实验I和实验II,实验I和实验IV,可以分别研究温度以及H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响,请在上表空格中填入剩余的实验条件数据.
(2)对比实验______和______(用I~IV表示),可以研究KMnO4溶液浓度对化学反应速率的影响.
(3)若实验I溶液褪色的时间是10秒,则这段时间内用KMnO4溶液浓度变化表示的平均化学反应速率是______(忽略溶液混合过程中的体积变化).
(4)本实验需测定的数据是______.
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skearl 幼苗

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解题思路:(1)对比试验中,需要探究的条件不同外,其它条件必须完全相同,据此进行解答;
(2)研究KMnO4溶液浓度对化学反应速率的影响,必须满足除了高锰酸钾溶液的体积不同外,气体条件完全相同;
(3)根据题中数据可知草酸过量,高锰酸钾溶液完全反应,根据v=[△c/△t]计算出这段时间内用KMnO4溶液浓度变化表示的平均化学反应速率;
(4)本实验是通过高锰酸钾溶液的褪色判断反应速率快慢,所以需要测定高锰酸钾溶液褪色需要的时间.

(1)实验I和实验II探究的是温度对化学反应速率的影响,除了温度不同,其它条件完全相同,所以II中草酸的体积为4mL;实验I和实验IV研究的是H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响,必须保证溶液总体积不变,所以加入水的体积为2mL,
故答案为:4mL;2mL;
(2)对比表中数据可知,实验Ⅰ和实验Ⅲ中只有高锰酸钾溶液的浓度不同,其它条件完全相同,可研究KMnO4溶液浓度对化学反应速率的影响,
故答案为:Ⅲ;Ⅰ;
(3)2mL 0.001mol•L-1 KMnO4溶液中高锰酸钾的物质的量为:0.001mol•L-1×0.002L=2×10-6mol,4mL 0.01mol•L-1H 2C2O4溶液中含有草酸的物质的量为0.004×0.01mol•L-1=4×10-5mol,根据反应2MnO4-+5H 2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,高锰酸钾不足,草酸过量,高锰酸钾完全反应,所以这段时间内用KMnO4溶液浓度变化表示的平均化学反应速率为:

0.001mol/L×2×10−3L
(2+4+4)×10−3L
10s=2×10-5mol/(L•s),
故答案为:2×10-5mol/(L•s);
(4)实验目的为研究外界条件的改变对化学反应速率的影响规律,根据题中数据可知,本实验是通过测定酸性高锰酸钾溶液褪色的时间来判断反应快慢,所以需要记录高锰酸钾溶液褪色的时间,
故答案为:溶液褪色所需的时间.

点评:
本题考点: 探究影响化学反应速率的因素.

考点点评: 本题考查了探究浓度、温度对反应速率影响的方法,题目难度中等,注意掌握温度、浓度对化学反应速率的影响,明确对比实验中,除了探究的条件不同外,其它条件必须完全相同.

1年前

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