甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素.该反应的离子方程式为2MnO4-+

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  • 解题思路:(1)根据实验①②、①③中不同的物理量判断该实验目的;

    (2)使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段;无论避免影响测定结果,分液漏斗中的A溶液不能逐滴加入;

    (3)判断反应速率需要时间,用秒表计时;

    (4)②中草酸浓度小于①,③中反应物浓度相同,但③中使用了催化剂,根据浓度、催化剂对反应速率的影响画出②、③中CO2体积随时间变化的示意图;

    (5)探究浓度对反应速率的影响时,溶液的总体积都为20mL,据此判断X值;由于4号实验中高锰酸钾过量,则溶液没有褪色;

    (6)根据n=cV计算出反应物的物质的量,然后根据不足量计算出反应消耗的草酸的物质的量,最后根据v=[△c/△t]计算出H2C2O4的反应速率.

    (1)根据表中数据可知,实验①②探究的是浓度对反应速率的影响,实验①③探究的是催化剂对反应速率的影响,所以该实验的目的是探究温度、催化剂对反应速率的影响,

    故答案为:探究草酸浓度和催化剂对化学反应速率的影响;

    (2)检查该装置的气密性方法为:打开分液漏斗活塞,向量气管中加入水,使量气管左边液面和右边液面相平,关闭活塞,降低量气管,若两侧水面高度差不变,证明气密性好,若不能则说明气密性不好;

    为了避免实验误差,实验过程中分液漏斗中的溶液A必须一次性加入,不能逐滴加入,

    故答案为:打开分液漏斗活塞,向量气管中加入水,使量气管左边液面和右边液面相平,关闭活塞,降低量气管,若两侧水面高度差不变,证明气密性好,若不能则说明气密性不好;一次性;

    (3)根据反应速率v=[△c/△t]可知,需要测定时间从而判断反应速率大小,需要用秒表计时;

    实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平,其作用是使两个量气管的压强相等,避免产生压强差,影响测定结果,

    故答案为:秒表;使两个量气管的压强相等,避免产生压强差,影响测定结果;

    (4)实验②中其它量都与①相同,只有草酸的浓度小于①,则反应生成二氧化碳的速率小于①,反应结束时间大于①;

    实验③中各物质的浓度都与实验①相同,而实验③中使用了催化剂,则反应速率大于①,反应结束时间小于①;

    由于酸性高锰酸钾不足,则反应①②③生成的二氧化碳的体积都相等,

    据此画出实验②、③中CO2体积随时间变化的示意图为:

    故答案为:

    (5)为了探究KMnO4与H2C2O4浓度对反应速率的影响,实验1-4中溶液的总体积应该为20,则X=20-10-5=5;根据反应2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O可知,10mL酸性高锰酸钾需要消耗10mL草酸溶液,所以实验4中高锰酸钾过量,导致溶液没有褪色,

    故答案为:5;KMnO4溶液过量;

    (6)2号实验中草酸的物质的量为:0.5mol/L×0.01L=0.005mol,高锰酸钾的物质的量为:0.2mol/L×0.005L=0.001mol,

    根据反应2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2+8H2O可知,高锰酸钾不足,所以反应中消耗的草酸的物质的量为:0.001mol×[5/2]=0.0025mol,

    2号反应中,H2C2O4的反应速率为:v(H2C2O4)=

    0.0025mol

    0.02L

    20s=0.00625mol/(L•s),

    故答案为:0.00625mol/(L•s).

    点评:

    本题考点: 性质实验方案的设计.

    考点点评: 本题考查了探究温度、催化剂对反应速率的影响、化学反应速率的计算等知识,题目难度中等,注意掌握影响化学反应速率的因素,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力.