KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条
题型:不详难度:来源:
KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定: ①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1; ②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1; ③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。 (1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成____ 组实验进行对比即可得出结论。 (2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:
KMnO4酸性溶液浓度 (mol·L-1)
| 溶液褪色所需时间(min)
|
| 第一次
| 第二次
| 第三次
| 0.02
| 14
| 13
| 11
| 0.002
| 6.7
| 6.6
| 6.7
| | | | | | ①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时,KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液体积变化)。 ②依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论。
KMnO4酸性溶液
| H2C2O4溶液
| 浓度/ mol/L
| 体积(ml)
| 浓度/ mol/L
| 体积(ml)
| 0.02
| 2
| b
| 4
| a
| 2
| c
| 4
| 则表中a= ;b= ;c= 。 (3)草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O。 ①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 。 ②室温下,0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH 7,理由是 。 (4)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图。请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因: 。
|
答案
(1)4; (2)①2×10-4mol/(L·min) ②0.02 0.2或0.4 0.4或0.2 (3)①5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O ②< 因为HC2O4-的电离程度大于HC2O4-的水解程度 (4)Mn2+对该反应有催化作用 |
解析
试题分析:(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,首先要在一定温度下,用一种浓度的KMnO4酸性溶液和H2C2O4进行实验作对照。然后通过改变KMnO4或H2C2O4的浓度来关系反应的快慢以测定浓度对反应速率的影响;再进行其它的条件不变,通过改变反应温度来测定反应速率,来实现温度对反应速率的影响;最后进行其它条件不变,加入催化剂来观察反应速率的快慢实现催化剂对反应速率的影响的实验。因此至少需要完成4组实验进行对比即可得出结论。(2)①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时,Δt=(6.7+6.6+6.7)÷3=20/3min.v(KMnO4)=Δc÷Δt ="0.002" mol/L×4÷(4+2) ÷20/3min=2×10-4mol/(L·min)。②若要得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论应该只改变一个量,其它都相同,观察褪色时间的长短。a=0.02;b=0.2,c=0.4或a=0.02;b=0.4,c=0.2.(3)①由电离平衡常数可知草酸是弱酸。因此根据氧化反应反应的规律及离子方程式的拆写原则可得:草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+= 2Mn2++ 10CO2↑+8H2O。②室温下,草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5可知草酸氢根离子的电离作用大于其水解作用,所以溶液呈酸性。pH<7.(4)n(Mn2+)在反应起始时变化不大,速率也变化不大,一段时间后由于n(Mn2+)增多,反应速率快速增大是因为Mn2+对该反应有催化作用。 |
举一反三
能正确表示下列化学反应的离子方程式是A.饱和石灰水跟稀硝酸反应Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O | B.钠和水反应Na+2H2O=Na++H2↑+2OH- | C.大理石与盐酸反应 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ | D.硫酸与氢氧化钡溶液反应 Ba2++OH-+H++SO42-= BaSO4↓+ H2O |
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体积相同的甲、乙两份植物营养液,其所含组分的物质的量浓度如下表:
| KCl
| K2SO4
| ZnCl2
| ZnSO4
| 甲
| 0.3 mol·L-1
| 0.2 mol·L-1
| 0
| 0.1 mol·L-1
| 乙
| 0.1 mol·L-1
| 0.3 mol·L-1
| 0.1 mol·L-1
| 0
| 下列对两份营养液成分的分析中,正确的是 A.两种溶液的n(Zn2+)不同 B.两种溶液的c(Cl-)之比为3:1 C.甲溶液的c(K+)="0.5" mol·L-1 D.两种溶液所含的N(SO42-)相等 |
根据要求填空。 (1)下列物质中,属于电解质的是 ,属于非电解质的是 。(填序号) ①碳酸氢钠 ②CO2 ③乙醇 ④铁 (2)饮用水中的NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2,其化学方程式为如下: 10 Al + 6 NaNO3 + 4 NaOH +18 H2O =" 10" NaAl(OH)4 + 3 N2↑ 请用“单线桥法”表示上述反应中电子转移的方向和数目。 (3)已知氨气与氯气在常温条件下发生如下反应:8 NH3+3 Cl2= 6 NH4Cl +N2,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。 (4)今有K2SO4和Al2(SO4)3混合溶液,已知其中c(K+)=" 0.2" mol·L-1,c(SO42-)= 0.7mol·L-1。则溶液中c(Al3+)= mol·L-1。 |
下列离子方程式不正确的是A.碳酸氢钙溶液跟盐酸反应:Ca(HC03)2+2H+=Ca2++2H20+2C02↑ | B.碘化钾溶液跟适量溴水反应:2I一+Br2=I2+2Br— | C.将金属锂加入水中:2Li+2H20=2Li++20H一+H2↑ | D.将氯气通人氯化亚铁溶液中2Fe2++C12=2Fe3++2Cl一 |
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在含有I一且能使酚酞变红的无色溶液中,可大量存在的离子组是A.Na+、Cu2+、Br一、Cl- | B.AlO2-、K+、NH4+、Na+ | C.K+、Na+、NO3-、H+ | D.K+、S2-、SO42-、OH- |
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