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某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验: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/m
题目详情
某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
请回答:
(1)已知KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应有CO2生成,用化学方程式表示该实验的实验原理:___.
(2)根据表中的实验数据,可以得到的结论是___.
(3)利用实验3中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=___.
(4)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.
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是___.
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 | |||
0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.2 mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L稀硫酸 | ||
1 | 3.0 | 4.0 | 1.0 | 2.0 | 6.4 |
2 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
(1)已知KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应有CO2生成,用化学方程式表示该实验的实验原理:___.
(2)根据表中的实验数据,可以得到的结论是___.
(3)利用实验3中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=___.
(4)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 | |||
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 | t |
▼优质解答
答案和解析
(1)在稀硫酸中,KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2,本身被还原生成硫酸锰,该反应为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O,
故答案为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O;
(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度;其他条件相同时,增大KMnO4浓度,反应速率增大,
故答案为:其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大;
(3)草酸的物质的量为:0.6mol•L-1×0.003L=0.0018mol,高锰酸钾的物质的量为:0.2mol•L-1×0.003L=0.0006mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:0.0018mol:0.0006mol=3:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:
=0.06mol/L,
这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=
=1.5×10-2 mol/(L•min),
故答案为:1.5×10-2 mol/(L•min);
(4)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂,
故答案为:生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用);
②与实验1作对比实验,则加入的硫酸锰的量不同,其它条件必须相同,所以加入的少量固体为MnSO4,
故答案为:MnSO4;
③若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,溶液褪色的时间小于4min,从而说明Mn2+是催化剂,
故答案为:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
故答案为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O;
(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度;其他条件相同时,增大KMnO4浓度,反应速率增大,
故答案为:其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大;
(3)草酸的物质的量为:0.6mol•L-1×0.003L=0.0018mol,高锰酸钾的物质的量为:0.2mol•L-1×0.003L=0.0006mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:0.0018mol:0.0006mol=3:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:
0.2mol/L×0.003L |
(3+2+3+2)×10-3L |
这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=
0.06mol/L |
4min |
故答案为:1.5×10-2 mol/(L•min);
(4)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂,
故答案为:生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用);
②与实验1作对比实验,则加入的硫酸锰的量不同,其它条件必须相同,所以加入的少量固体为MnSO4,
故答案为:MnSO4;
③若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,溶液褪色的时间小于4min,从而说明Mn2+是催化剂,
故答案为:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
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