題目列表(包括答案和解析)
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時,溶液褪色總是先慢后快。對其原因,某研究性學習小組結合化學反應原理提出猜想與假設,并設計了一系列實驗進行探究:
實驗(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表1)
| ①號試管 | ②號試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實驗現(xiàn)象(褪色時間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
實驗(2):在兩支試管中分別加入5 mL等濃度的草酸溶液,在②號試管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1mol·L-1的高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表2)
編號 | ①號試管 | ②號試管 |
褪色時間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實驗(3):取3支試管分別加入5 mL等濃度草酸溶液,然后在①、②、③號試管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。觀察現(xiàn)象(表3)。
編號 | ①號試管 | ②號試管 | ③號試管 |
褪色時間
實驗現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
(1) 該研究性學習小組的實驗目的是 。
(2)該研究性學習小組進行實驗時所用的方法是科學實驗中常用的一種方法,該方法叫 法;
(3)實驗(1)得出的結論是 。
(4)由實驗(2)和實驗(3)得出的結論是(寫三點)
_________________________,_____________________,_______________;
(5)據有關現(xiàn)象寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時,溶液褪色總是先慢后快。對其原因,某研究性學習小組結合化學反應原理提出猜想與假設,并設計了一系列實驗進行探究:
實驗(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表1)
| ①號試管 | ②號試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實驗現(xiàn)象(褪色時間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
編號 | ①號試管 | ②號試管 |
褪色時間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號 | ①號試管 | ②號試管 | ③號試管 |
褪色時間 實驗現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
| ①號試管 | ②號試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實驗現(xiàn)象(褪色時間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
編號 | ①號試管 | ②號試管 |
褪色時間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號 | ①號試管 | ②號試管 | ③號試管 |
褪色時間 實驗現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時,溶液褪色總是先慢后快。對其原因,某研究性學習小組結合化學反應原理提出猜想與假設,并設計了一系列實驗進行探究:
實驗(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液。現(xiàn)象如下(表1)
|
①號試管 |
②號試管 |
加入藥品 |
草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 |
草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實驗現(xiàn)象(褪色時間) |
溶液褪色很慢(30s) |
溶液褪色很快(2s) |
實驗(2):在兩支試管中分別加入5 mL等濃度的草酸溶液,在②號試管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表2)
編號 |
①號試管 |
②號試管 |
褪色時間 現(xiàn)象 |
100 s |
90 s |
均有氣泡產生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實驗(3):取3支試管分別加入5 mL等濃度草酸溶液,然后在①、②、③號試管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。觀察現(xiàn)象(表3)。
編號 |
①號試管 |
②號試管 |
③號試管 |
褪色時間
實驗現(xiàn)象 |
80 s |
100 s |
120 s |
均有氣泡產生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
(1) 該研究性學習小組的實驗目的是 。
(2)該研究性學習小組進行實驗時所用的方法是科學實驗中常用的一種方法,該方法叫 法;
(3)實驗(1)得出的結論是 。
(4)由實驗(2)和實驗(3)得出的結論是(寫三點)
_________________________,_____________________,_______________;
(5)據有關現(xiàn)象寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對反應速率影響的實驗。
(1)為證明濃度對反應速率的影響,曾有教科書《化學反應原理》設計了如下實驗:取兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分別向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,記錄溶液褪色所需時間。
實驗中發(fā)生反應的離子方程式為: ;
預期現(xiàn)象是:
①溶液的顏色由 色變?yōu)?u> 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支試管中的溶液先變色。
然而實驗結果并不盡如人意。實驗過程顏色復雜,且褪色先緩慢,后逐漸加快;最大的問題是草酸濃度大,反應速率卻更慢。
本實驗能否作為課堂實驗研究濃度對化學反應速率的影響?適宜的條件是怎樣的?某校一研究小組對此進行了探究。下面是他們的實驗報告的一部分:
表1 試驗安排及結果
實驗 編號 |
A(KMnO4溶液濃度/mol·L-1) |
B(草酸溶液濃度/mol·L-1) |
C(硫酸溶液濃度/mol·L-1) |
褪色時間/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 |
應用SPSS16.0對正交試驗結果進行方差分析,結果如下表
表2 各因素水平的數(shù)據處理結果
|
A(KMnO4溶液) |
B(草酸溶液) |
C(硫酸溶液) |
||||||
濃度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
平均褪色時間/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, 的濃度(選填“A、B或C”,下空同)對反應速率影響顯著,而 的濃度對反應速率的影響不顯著。
(3)由表2可知,當高錳酸鉀濃度為 mol·L-1、草酸濃度為 mol·L-1時,反應最快。即因素A、B的較適宜實驗條件得以確定。
根據以上實驗結果,該小組同學繼續(xù)探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應速率的,測得如下實驗結果:
表3 不同硫酸濃度下的褪色時間
c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
褪色時間/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
(4)根據課堂實驗的合適時間,可選溶液的褪色時間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液,即此時硫酸的濃度為 mol·L-1和 mol·L-1,這也有利于觀察這兩個反應速率的差異。
結論:草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應,可作為課堂實驗探究濃度對反應速率的影響。
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