草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入
题型:不详难度:来源:
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。 (1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。 实验中发生反应的离子方程式为: ; 预期现象是: ①溶液的颜色由 色变为 色, ②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。 然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。 本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分: 表1 试验安排及结果
实验 编号
| A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1)
| B(草酸溶液浓度/mol·L-1)
| C(硫酸溶液浓度/mol·L-1)
| 褪色时间/s
| 1
| 3
| 3
| 1
| 336
| 2
| 1
| 2
| 3
| 82
| 3
| 3
| 1
| 3
| 76
| 4
| 1
| 3
| 2
| 133
| 5
| 2
| 3
| 3
| 102
| 6
| 3
| 2
| 2
| 156
| 7
| 2
| 2
| 1
| 300
| 8
| 2
| 1
| 2
| 115
| 9
| 1
| 1
| 1
| 200
| 应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表 表2 各因素水平的数据处理结果
| A(KMnO4溶液)
| B(草酸溶液)
| C(硫酸溶液)
| 浓度/mol·L-1
| 0.005
| 0.010
| 0.015
| 0.1
| 0.5
| 0.9
| 6
| 12
| 18
| 平均褪色时间/s
| 138.3
| 172.3
| 189.3
| 130.3
| 179.3
| 190.3
| 278.7
| 134.7
| 86.7
| (2)由表2可知,三因素中, 的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而 的浓度对反应速率的影响不显著。 (3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。 根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果: 表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
c(H2SO4)/mol·L-1
| 18
| 16
| 14
| 12
| 10
| 8
| 6
| 褪色时间/s
| 67
| 83
| 90
| 103
| 129
| 146
| 200
| (4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。 结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。 |
答案
(14分) (1)2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O(3分) 紫色(或紫红色)(1分);无(1分);0.2(2分) (2)C(硫酸) A(高锰酸钾)和B(草酸)(各1分,共3分) (3)0.005 , 0.1(各1分,共2分); (4)18,10(各1分,共2分) |
解析
试题分析: (1)高锰酸钾具有氧化性、草酸具有还原性,MnO4-将H2C2O4氧化为CO2气体,本身被还原为Mn2+,根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平。MnO4-呈紫色,反应后溶液为无色。增大反应物浓度,反应速率加快。 (2)由表2可知,硫酸浓度对反应速率影响显著;而高锰酸钾和草酸浓度对反应速率影响不明显。 (3)当高锰酸钾溶液浓度为0.005 mol·L-1、草酸溶液浓度为0.01 mol·L-1时反应速率最快。 (4)褪色时间1分钟和2分钟即60s和120s,对应的浓度分别为18 mol·L-1和10 mol·L-1。 |
举一反三
下列关于实验原理或操作的叙述中,不正确的是A.判断皂化反应是否完全,可取反应后的混合液滴入热水中 | B.减压过滤不宜过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀 | C.制备硫酸亚铁铵晶体,需加热至大量晶体析出并剩余少量液体即停止加热 | D.易燃试剂与强氧化性试剂需分开放置,并远离火源;金属着火时.可用细沙覆盖灭火 |
|
白菜中含有钙铁等元素,某化学小组设计如下方案测定干白菜中钙元素的质量分数。首先取10.00g干白菜叶,灼烧得白菜灰粉进行下列实验:
(1)实验前要先将干白菜叶样品高温灼烧成灰粉,其主要目的是使样品中的有机物完全分解,使干白菜叶中的钙、铁元素溶解完全,灼烧用到的部分仪器有 A.坩埚 B.蒸发皿 C.玻璃棒 D.泥三角 (2)写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式 。 (3)用KMnO4标准溶液滴定滤液C:先将滤液C稀释至500 mL,再取其中的25.00 mL溶液,用硫酸酸化后,用0.100 0 mol·L-1’的KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗KMnO4溶液10.00mL。 发生的反应为: ①滴定的过程中,同学们发现一个现象:向C溶液中加入第一滴KMnO4溶液时,需要振摇锥形瓶较长时间才能褪色,当溶液褪色后,再滴入KMnO4溶液,则迅速褪色,直至达到终点;为了加快滴入第一滴KMnO4溶液时的褪色速度,可采取的方法是 .(选择合适的选项) A.适当加热锥形瓶内溶液 B.在锥形瓶内加少量水 C.在锥形瓶内加适量乙醇 D.在锥形瓶内加入几滴MnSO4溶液 ②判断滴定达到终点的方法是 。 (4)原干白菜叶中钙元素的质量分数为 。 (5)为保证实验精确度,沉淀D及E需要分别洗涤,并将洗涤液转移回母液中,试判断沉淀D已经洗涤干净的方法是 。如果沉淀E未洗涤,或未将洗涤液转移回母液,则测得的钙元素质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 |
用下列实验装置进行相应的实验,能达到实验目的的是
A.图I用于实验室制氨气并收集干燥的氨气 | B.图II用于除去CO2中含有的少量HCl | C.图III用于提取I2的CCl4溶液中的I2 | D.图IV用于检查碱式滴定管是否漏液 |
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下列实验操作正确的是A.食盐水放在试管中进行蒸发可得到NaCl固体 | B.滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2—3遍 | C.分液漏斗可用于任何液体混合物的分离和组装滴加液体制气体的发生装置 | D.可用量筒快速配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液 |
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下列实验操作正确且能达到目的是A.向苯中滴加溴水制备溴苯 | B.用碱式滴定管量取20.00mL KMnO4溶液 | C.向沸腾的NaOH稀溶液中滴加FeCl3饱和溶液,以制备Fe(OH) 3胶体 | D.向含有I-的溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置检验I-的存在 |
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