Question

某學�；瘜W興趣小組設計實驗來探究“外界條件對化學反應速率的影響”．
Ⅰ小組A利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應的快慢．方案數據如表所示．

編號	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度mol?L-1	體積mL	濃度 mol?L-1	體積mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25

（1）小組A的實驗目的是

 

．
（2）已知反應后H₂C₂O₄轉化為CO₂逸出，KMnO₄轉化為MnSO₄，每消耗1mol H₂C₂O₄轉移

 

mol電子．為了觀察到紫色褪去，H₂C₂O₄與KMnO₄初始的物質的量需要滿足的關系為：c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥

 

．
（3）實驗①測得KMnO₄溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內平均反應速率v（KMnO₄）=

 

 mol?L^-1?min^-1．（保留兩位有效數字）
Ⅱ小組B利用Na₂S₂O₃溶液與稀硫酸混合反應來探究溫度對化學反應速率的影響．
（4）補充完成該反應方程式：H₂SO₄+Na₂S₂O₃═Na₂SO₄+H₂O+SO₂+

 

（除空缺外已配平）．
（5）該小組設計了如表的實驗方案（已知各溶液體積均為5mL），請?zhí)顚懕砀裰袆澗�部分．

實驗編號	T/K	c（Na2S2O3）/mol?L-1	c（H2SO4）/mol?L-1	實驗目的
①	298	0.1	0.1	探究溫度對該反應速率的影響
②	308

（6）已知60℃時c（S₂O₃^2-）～反應時間t的變化曲線如圖所示．若保持其他條件不變，請在坐標圖中，畫出45℃時c（S₂O₃^2-）～t的變化曲線示意圖，并作出必要的標注．

Answer 1

考點：探究溫度、壓強對化學反應速率的影響

專題：實驗設計題

分析：（1）從表中數據可知改變的條件是H₂C₂O₄溶液的濃度，據此解答即可；
（2）根據題中信息及化合價升降法配平反應的化學方程式，然后根據電子守恒計算出1mol草酸完全反應轉移的電子數；根據“觀察到紫色褪去”必須滿足高錳酸鉀的物質的量小于草酸的物質的量解得二者濃度關系；
（3）先根據醋酸和高錳酸鉀的物質的量判斷過量，然后根據不足量及反應速率表達式計算出反應速率；
（4）依據元素守恒推斷缺少的元素，即可寫出生成物；
（5）探究溫度的影響，應保持反應物的濃度不改變，據此解答即可；
（6）根據溫度降低反應速率減小畫出25℃時c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖．

解答： 解：（1）讀表中數據可知改變的條件是H₂C₂O₄溶液_的濃度，故答案為：探究反應物H₂C₂O₄濃度對化學反應速率的影響；
（2）根據反應后H₂C₂O₄轉化為CO₂逸出，KMnO₄轉化為MnSO₄，利用化合價升降相等寫出反應的化學方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑；H₂C₂O₄中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2（4-3）價，所以每消耗1mol H₂C₂O₄轉移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質的量應該少量，即c（H₂C₂O₄）：c（KMnO₄）≥

5

2

=2.5，
故答案為：2； 2.5；
（3）草酸的物質的量為：0.10mol?L^-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質的量為：0.010mol?L^-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：

0.010mol/L×0.004L

0.002L+0.004L

=

2

3

×0.010mol/L，
這段時間內平均反應速率v（KMnO₄）=

2 3 ×0.010mol/L

40s 60s/min

=0.010mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.010或1.0×10^-2；
（4）觀察發(fā)現此方程式中生成物中缺少的是S，S固體難溶于水，故答案為：S↓；
（5）探究溫度對反應速率的影響，只改變反應條件，即溫度，升高溫度或者降低溫度，應保持各種物質的濃度不改變，故答案為：0.1；0.1
（6）45℃時反應速率小于60℃時，所以高錳酸根離子的濃度變化比60℃時小，反應需要的時間大于60℃條件下需要的時間，據此畫出45℃時c（MnO₄^-）～t的變化曲線示意圖為：，故答案為：．

點評：本題考查了探究溫度、濃度對反應速率的影響、濃度歲時間變化的曲線，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度、壓強等對反應速率的影響，試題側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．