【題目】某化學(xué)興趣小組為了研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

【實(shí)驗(yàn)原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 == K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄】

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

室溫下,試管中所加試劑及其用量 / mL

室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間 / min

0.6 mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.2 mol/L

KMnO4溶液

3 mol/L

稀硫酸

1

3.0

2.0

3.0

2.0

4.0

2

3.0

3.0

2.0

2.0

5.2

3

3.0

4.0

1.0

2.0

6.4

請(qǐng)回答:

(1)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是 。

(2)利用實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)計(jì)算,用KMnO4的濃度變化表示反應(yīng)速率 v(KMnO4)= 。

(3)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2+) 隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖,如圖甲所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n(Mn2+) 隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)如圖乙所示。 該小組同學(xué)根據(jù)圖乙所示信息提出了新的假設(shè),并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是 。

②請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案,并選表中空白處應(yīng)加入的物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

室溫下,試管中所加試劑及其用量 / mL

再向試管中加入少量固體

室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間 / min

0.6 mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.2 mol/L

KMnO4溶液

3 mol/L

稀硫酸

4

3.0

2.0

3.0

2.0

A.KMnO4 B.H2C2O4 C.K2SO4 D.MnSO4

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立,應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 。

【答案】(1)其他條件相同時(shí),增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度),反應(yīng)速率增大

(2)1.5×10-2mol·L-1·min-10.015 mol·L-1·min-1

(3)①生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑(或Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用) ②D

③實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1比較,溶液褪色所需時(shí)間短 或:溶液褪色所用時(shí)間(t)小于4min(或其他合理答案)

【解析】

試題分析:(1)從表中數(shù)據(jù),可知改變的條件是KMnO4濃度,其他條件相同時(shí),增大KMnO4濃度,褪色時(shí)間變短,則反應(yīng)速率增大。

(2)草酸的物質(zhì)的量為:0.6mol/L×0.003L=0.0018mol,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為:0.2mol/L×0.003L=0.0006mol,草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為:0.0018mol:0.0006mol=3:1,顯然草酸過(guò)量,高錳酸鉀完全反應(yīng),混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為:0.06mol/L,這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4=0.06mol/L÷4min=1.5×10-2 mol/(Lmin)。

(3)①由圖乙可知,反應(yīng)開始后速率增大的比較快,說(shuō)明生成物中的MnSO4(或Mn2+)為該反應(yīng)的催化劑

②與實(shí)驗(yàn)1作對(duì)比實(shí)驗(yàn),則加入的硫酸錳的量不同,其它條件必須相同,所以加入的少量固體為MnSO4,答案選D。

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立,則反應(yīng)速率加快,溶液褪色的時(shí)間小于4min,從而說(shuō)明Mn2+是催化劑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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I.制備硫酸亞鐵銨

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)步驟l的作用是_________。(用離子方程式及必要的文字說(shuō)明);

(2)步驟2中所加硫酸需過(guò)量,且不宜等到鐵屑完全反應(yīng)后才過(guò)濾,其中蘊(yùn)含的道理是_______________;

II.測(cè)定硫酸亞鐵銨的純度

稱取mg實(shí)驗(yàn)室制備的硫酸亞鐵銨樣品,配成500ml溶液,取25. 00mL硫酸亞鐵按溶液,用0 . 1mol/L的酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定,再重復(fù)滴定兩次。

(3)配制(NH4)2SO4·FeSO4溶液所用的蒸餾水,通常需加熱煮沸一段時(shí)間后,冷卻至室溫再使用,這樣操作的好處是___________________;

(4)滴定時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________;

(5)滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為 ___________________;

(6)三次滴定測(cè)得酸性KMnO4溶液的用量平均值為VmL,則硫酸亞鐵銨樣品的純度為__________;

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