Question

草酸溶液（無色）與高錳酸鉀溶液（紫紅色）在酸性條件下能夠發(fā)生反應(yīng)：
2MnO₄^-+5H ₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，用0.001mol?L^-1 KMnO₄溶液、0.01mol?L^-1H ₂C₂O₄溶液、0.1mol?L^-1硫酸溶液混合，為了研究外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了四組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表上：

組別	KMnO4溶液體積	H 2C2O4溶液體積	硫酸溶液體積	溫度	水的體積
I	2mL	4mL	4mL	20℃	0
II	2mL		4mL	30℃	0
III	1mL	4mL	4mL	20℃	1mL
IV	2mL	2mL	4mL	20℃

根據(jù)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作對(duì)比時(shí)，變量只能有一個(gè)．請(qǐng)回答：
（1）對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)II，實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)IV，可以分別研究溫度以及H₂C₂O₄溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)．
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)

 

和

 

（用I～I(xiàn)V表示），可以研究KMnO₄溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（3）若實(shí)驗(yàn)I溶液褪色的時(shí)間是10秒，則這段時(shí)間內(nèi)用KMnO₄溶液濃度變化表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是

 

（忽略溶液混合過程中的體積變化）．
（4）本實(shí)驗(yàn)需測(cè)定的數(shù)據(jù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）對(duì)比試驗(yàn)中，需要探究的條件不同外，其它條件必須完全相同，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）研究KMnO₄溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，必須滿足除了高錳酸鉀溶液的體積不同外，氣體條件完全相同；
（3）根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知草酸過量，高錳酸鉀溶液完全反應(yīng)，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算出這段時(shí)間內(nèi)用KMnO₄溶液濃度變化表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率；
（4）本實(shí)驗(yàn)是通過高錳酸鉀溶液的褪色判斷反應(yīng)速率快慢，所以需要測(cè)定高錳酸鉀溶液褪色需要的時(shí)間．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)II探究的是溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，除了溫度不同，其它條件完全相同，所以II中草酸的體積為4mL；實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)IV研究的是H₂C₂O₄溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，必須保證溶液總體積不變，所以加入水的體積為2mL，
故答案為：4mL；2mL；
（2）對(duì)比表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中只有高錳酸鉀溶液的濃度不同，其它條件完全相同，可研究KMnO₄溶液濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：Ⅲ；Ⅰ；
（3）2mL 0.001mol?L^-1 KMnO₄溶液中高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.001mol?L^-1×0.002L=2×10^-6mol，4mL 0.01mol?L^-1H ₂C₂O₄溶液中含有草酸的物質(zhì)的量為0.004×0.01mol?L^-1=4×10^-5mol，根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H ₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，高錳酸鉀不足，草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，所以這段時(shí)間內(nèi)用KMnO₄溶液濃度變化表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率為：

0.001mol/L×2×10-3L (2+4+4)×10-3L

10s

=2×10^-5mol/（L?s），
故答案為：2×10^-5mol/（L?s）；
（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑檠芯客饨鐥l件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知，本實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)定酸性高錳酸鉀溶液褪色的時(shí)間來判斷反應(yīng)快慢，所以需要記錄高錳酸鉀溶液褪色的時(shí)間，
故答案為：溶液褪色所需的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究濃度、溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的方法，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，除了探究的條件不同外，其它條件必須完全相同．