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。
高三化学计算题困难题
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。
高三化学计算题困难题查看答案及解析
酸性 KMnO4 溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某化学探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的 方法来研究影响反应速率的因素。
I.实验前首先用浓度为 0.1000 mol/L 酸性 KMnO4 标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液。
(1)写出滴定过程中发生反应的离子方程式 。
(2)下列有关一定物质的量浓度溶液配制的说法中正确的是 。
A.把 15.8 g KMnO4 固体溶于 1 L 水中所得溶液物质的量浓度为 0.1 mol/L
B.把 0.01 mol KMnO4 固体投入 100 mL 容量瓶中加水至刻度线,充分振荡后,浓度为 0.1 mol/L
C.需要 90 mL 0.1 mol/L 的 KMnO4 溶液,应准确称量 KMnO4 固体 1 58 g
D.定容时仰视容量瓶颈刻度线读数,会使配制的溶液浓度偏高
II.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为 0.2000 mol/L。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为 8.00 mL)。
实验编号 | 温度(℃) | 催化剂用量(g) | 酸性高锰酸钾 溶液 | |
体积(mL) | 浓度(mol/L) | |||
1 | 25 | 0.5 | 4.00 | 0.1000 |
2 | 50 | 0.5 | 4.00 | 0.1000 |
3 | 25 | 0.5 | 4.00 | 0.0100 |
4 | 25 | 0 | 4.00 | 0.1000 |
(3)写出表中实验 1 和实验 2 的实验目的: 。
(4)该小组同学对实验 1 和实验 3 分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验 编号 | 溶液褪色所需时间 (min) | ||
第 1 次 | 第 2 次 | 第 3 次 | |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
2 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述数据后得出“其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,甲同学改进了实验方案,请简述甲同学改进 的实验方案______________。
(5)该实验中使用的催化剂应选择 MnSO4 并非 MnCl2,原因可用离子方程式表示为________。
III.工业上可用软锰矿(主要成分为 MnO2)经下列生产过程制备高锰酸钾。
①由软锰矿提取得到 MnO2,然后在 MnO2、KOH 的熔融混合物中通入空气可制得锰酸钾(K2MnO4);
②向锰酸钾溶液中通入CO2可获得高锰酸钾。
(6)第①步生产过程中,在熔融混合物中通入空气时发生反应的化学方程式:______________。
(7)向锰酸钾溶液中通入CO2可获得高锰酸钾,该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
(14分)酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸。
(1)写出滴定过程中发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
(2)滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 ________________________________________________________ 。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的草酸溶液浓度 ________________________________________________________________________(填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL)。
(4)写出表中a 对应的实验目的 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ;若50°C时,草酸浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线 如下图所示,保持其他条件不变,请在图中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。
(5)该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述甲同学改进的实验方案______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4并非MnCl2,原因可用离子方程式表示为 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸。
(1)写出滴定过程中发生反应的离子方程式为 。
(2)滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 。
(3)若配制酸性KMnO4标准溶液时,俯视容量瓶的刻度线,会使测得的草酸溶液浓度 (填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L-1。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL)。
实验编号 | 温 度(℃) | 催化剂用量(g) | 酸性高锰酸钾溶液 | 实验目的 a.实验1和2探究 b.实验1 和3 探究反应物浓度对该反应速率的影响; c.实验1 和4 探究催化剂对该反应速率的影响。 | |
体积(mL) | 浓度(mol•L-1) | ||||
1 | 25 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
2 | 50 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
3 | 25 | 0.5 | 4 | 0.0100 | |
4 | 25 | 0 | 4 | 0.1000 | |
(4)写出表中a 对应的实验目的 ;
(5)该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号 | 溶液褪色所需时间(min) | ||
第1次 | 第2 次 | 第3 次 | |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
3 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述改进的实验方案_________。
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4并非MnCl2,原因为(离子方程式表示) 为 。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸。
(1)写出滴定过程中发生反应的化学方程式为 。
(2)滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的草酸溶液浓度
(填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL)。
实验编号 | 温度(℃) | 催化剂 用量(g) | 酸性高锰酸钾溶液 | 实验目的 a. 实验1和2探究 ; b. 实验1和3探究反应物浓度对该反应速率的影响; c. 实验1和4探究催化剂对该反应速率的影响。 | |
体积 (mL) | 浓度 (mol•L-1) | ||||
1 | 25 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
2 | 50 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
3 | 25 | 0.5 | 4 | 0.0100 | |
4 | 25 | 0 | 4 | 0.1000 | |
(4)写出表中a 对应的实验目的 ;若50°C时,草酸浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线 如下图所示,保持其他条件不变,请在图中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。
(5)该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号 | 溶液褪色所需时间(min) | ||
第1次 | 第2次 | 第3次 | |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
3 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述甲同学改进的实验方案 。
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4而不是MnCl2,原因可用离子方程式表示为 。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
某化学小组选用酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液,探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下了三组实验:[实验内容及记录]
实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.05mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L稀硫酸 | ||
1 | 3.0 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 1.0 | 3.0 | 4.0 | 2.0 | 6.4 |
请回答:
(1)[实验原理] _________________________________________(写离子方程式)
(2)为完成实验目的,H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于__________________
(3)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是_______________________________
(4)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:v(KMnO4)=______ 。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设。并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是_________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验 编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL | 再向试管中加入少量固体 | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||||
_____mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.05mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L稀硫酸 | |||||
4 | 3.0 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | t | |||
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是__________________________________
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素:
Ⅰ.实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理: MnO+H2C2O4+―→Mn2++CO2↑+H2O
(1)配平上述离子方程式。______
(2)滴定时KMnO4溶液应盛装于__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ.探究影响化学反应速率的因素
实验 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)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同)。
(2)探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
Ⅲ.测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图所示,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:________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
下列说法正确的是( )
A.探究“硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素”的实验中,通过观察产生气体的快慢,来反映试剂反应速率的大小,从而探究浓度温度等外界条件对该反应的化学反应速率的影响
B.容量瓶、滴定管上都标有使用温度和“0”刻度;使用前水洗后滴定管还需润洗,而容量瓶不需要润洗
C.油脂皂化反应后的反应液中加入饱和食盐水并搅拌后出现分层,则生成的高级脂肪酸钠在下层
D.只用溶液就可鉴别出稀盐酸、NaOH溶液、溶液、溶液
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
某酸性工业废水中含有,光照下,草酸能将其中的转化为某课题组研究发现,少量铁明矾即可对该反应起催化作用,为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,
探究如下:在下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,具体数据如表:
实验编号 | 初始pH | 废水样品体积 | 草酸溶液体积 | 蒸馏水体积 |
4 | 60 | 10 | 30 | |
5 | 60 | 10 | 30 | |
5 | 60 | 15 | 25 |
测得实验和溶液中的随时间变化关系如图所示.
(1)实验和的结果表明 ______ .
(2)根据实验和,画出实验中随时间变化的趋势图._____________
(3)该课题组对铁明矾中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:起催化作用;
假设二: ______ ;
假设三: ______ ;
(4)设计实验验证上述假设一,可选用下列物质代替少量铁明矾
的是 ______ ,
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):
实验序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 | 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
② | 20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 | 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
(1)该反应的离子方程式 。(已知H2C2O4是二元弱酸)
(2)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是 < (填实验序号)。
(3)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下),则在2 min末, c(MnO4-)=__________mol/L(假设混合液体积为50 mL)
(4)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定 来比较化学反应速率。(一条即可)
(5)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:
① ;② 。
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