某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过
题型:不详难度:来源:
某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案。
编号
| H2C2O4溶液
| 酸性KMnO4溶液
| 温度/℃
| 浓度/ mol•L-1
| 体积/mL
| 浓度/ mol•L-1
| 体积/mL
| ①
| 0.10
| 2.0
| 0.010
| 4.0
| 25
| ②
| 0.20
| 2.0
| 0.010
| 4.0
| 25
| ③
| 0.20
| 2.0
| 0.010
| 4.0
| 50
| (1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,每消耗1mol H2C2O4转移_____mol 电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:c(H2C2O4)∶c(KMnO4) ≥______________。 (2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_____________。 (3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=_______________ mol•L-1•min-1。 (4)已知50℃时c(MnO4-)~反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,画出25℃时c(MnO4-)~t的变化曲线示意图。
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答案
(16分)(1)2 2.5(每空3分) (2)②和③ ①和②(每空2分) (3)0.010或1.0 ×10-2(3分,0.01得2分) (4)如图(3分。标注1分,正确做图2分)
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解析
试题分析:(1)草酸中碳元素为+3价,二氧化碳中碳元素为+4价,由化合价升高总数等于转移电子数可知1个H2C2O4转移2个电子,则每消耗1molH2C2O4转移2mol 电子;草酸与酸性高锰酸钾溶液反应为5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2↑+K2SO4+2MnSO4+8H2O~10e-,只有当KMnO4完全反应,溶液的紫红色才能褪去,如果n(H2C2O4)=5mol、n(KMnO4)≤2mol,就能观察到紫色褪去,所以c(H2C2O4)∶c(KMnO4) = n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥2.5;(2)根据控制变量设计探究实验方案原则,实验②和③所用试剂的浓度、体积均相同,反应温度分别为25℃、50℃,这组对比实验的目的是探究温度对化学反应速率的影响;实验①和②的温度相同,酸性高锰酸钾溶液的浓度、体积均相同,草酸浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L,这组实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响;实验①和③既改变了反应物的浓度,又改变了反应温度,不能得到合理的结论;(3)实验①中:2.0mL草酸溶液加入4.0mL酸性高锰酸钾溶液,能稀释后者,设稀释后高锰酸钾的初始浓度为xmol/L,根据题意和稀释定律(c1•V1=c2•V2)可知,0.010 mol•L-1×4.0×10-3L=x mol•L-1×(4.0+2.0)×10-3L,则x=0.010 mol•L-1×4.0/6.0,紫色恰好褪色时高锰酸钾浓度减小为0,则△c(KMnO4) =0.010 mol•L-1×4.0/6.0,而△t=40/60min,由v=△c/△t可得,v(KMnO4)=△c(KMnO4)/△t=0.010 mol•L-1×4.0/6.0÷40/60min=0.010 mol•L-1•min-1;(4)根据控制变量原则,高锰酸根离子的起始浓度不变,仅仅降低温度,反应速率减小,则褪色的时间增大,相同时间内高锰酸根离子的变化浓度减小,则25℃时反应过程中c(MnO4-)~t的变化曲线位于50℃时曲线的右边。 |
举一反三
下列有关说法正确的是A.锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜,反应加快的原因是Cu2+水解增大了H+浓度 | B.增大醋酸溶液的浓度,溶液中c(OH-)减小的原因是水的离子积Kw减小 | C.pH=3的盐酸与pH=11的LiOH溶液等体积混合溶液呈碱性,说明LiOH为强碱 | D.TATP(C8H18O6)受撞击分解爆炸,且无明显热效应,说明该分解反应熵显著增加 |
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下列说法正确的是A.常温下,中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸消耗NaOH的物质的量相同 | B.纯铁和生铁在酸雨中均发生电化学腐蚀 | C.使用催化剂不但能加快反应速率,而且可以让不可能发生的反应发生 | D.食品工业用NaHCO3作焙制糕点的膨松剂 |
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常温下,下列溶液中各微粒浓度关系或pH判定不正确的是A.将5 mL 0.02 mol/L的H2SO4溶液与5 mL 0.02 mol/L NaOH溶液充分混合,若混合后溶液的体积为10 mL,则混合液的pH=2 | B.某物质的溶液中由水电离的c(H+) = 1×10-a mol/L,若a>7,则pH一定为14-a | C.pH相等的①CH3COONa②C6H5ONa③NaHCO3溶液中,c(Na+)大小关系:①>③>② | D.CH3COONa溶液中加入少量KNO3固体后的碱性溶液一定有: | c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-) |
一定量的锌粒与足量稀硫酸反应,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是A.加入少量水,产生H速率减小,H2体积不变 | B.加入NH4HSO4固体,产生H2速率不变,H2体积不变 | C.加入CH3COONa固体,产生H2速率减小,H2体积减小 | D.滴加少量CuSO4溶液,产生H2速率变大,H2体积减小 |
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盐酸与过量铁粉的反应,若有CH3COONa(s,适量)介入,则有A.反应速率减缓 | B.产生氢气的总量不变 | C.溶液的pH减小 | D.溶液中c(OH-)减小 |
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