Question

（2009?梅州模擬）某探究小組用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)過程中溶液紫色消失的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素．實(shí)驗(yàn)條件作如下限定：所用KMnO₄酸性溶液的濃度可選擇0.01mol?L^-1、0.001mol?L^-1，催化劑的用量可選擇0.5g、0g，實(shí)驗(yàn)溫度可選擇298K、323K．每次實(shí)驗(yàn)KMnO₄酸性溶液的用量均為4mL、H₂C₂O₄溶液（0.1mol?L^-1）的用量均為2mL．
（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	催化劑的用量/g	KMnO4酸性溶液的濃度/mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	298	0.5	0.01	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究KMnO4酸性溶液的濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和 ③ 探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和 ④ 探究催化劑對(duì)該反應(yīng)速率的影響；）
②	298	0.5	0.001
③	323K	0.5	0.01
④	298	0	0.01

（2）某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)①和②分別進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)）：

KMnO4酸性溶液 的濃度/mol?L-1	溶液褪色所需時(shí)間 t/min
	第1次	第2次	第3次
0.01	14	13	11
0.001	6	7	7

計(jì)算用0.001mol?L^-1 KMnO₄酸性溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)KMnO₄的平均反應(yīng)速率

1×10^-4mol?L^-1?min^-1

（忽略混合前后溶液的體積變化，寫出計(jì)算過程）．
（3）若不經(jīng)過計(jì)算，直接看表中的褪色時(shí)間長(zhǎng)短來判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系是否可行？

不可行

．若不可行（若認(rèn)為可行則不填），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)可以通過直接觀察褪色時(shí)間長(zhǎng)短來判斷的改進(jìn)方案：

取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液分別同時(shí)與體積相同、濃度相同的高錳酸鉀酸性溶液反應(yīng)．（3分）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（2）根據(jù)0.01KMnO₄酸性溶液前后三次褪色時(shí)間差距較大，應(yīng)舍去，所以用0.001KMnO₄酸性溶液三次褪色來計(jì)算：先求出反應(yīng)開始時(shí)c（KMnO₄），然后求出三次褪色的平均時(shí)間，最后根據(jù)ν（KMnO₄）=

△c

△t

來求解；
（3）根據(jù)KMnO₄的物質(zhì)的量不同來分析；

解答：解：（1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究濃度、溫度、接觸面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
則實(shí)驗(yàn)①②的溫度、催化劑的用量相同，只有濃度不同；實(shí)驗(yàn)①③中只有溫度不同，其他條件相同；實(shí)驗(yàn)①④中只有催化劑的用量不同，其他條件相同，故答案為：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	催化劑的用量/g	KMnO4酸性溶液的濃度/mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	298	0.5	0.01	（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)①和②探究KMnO4酸性溶液的濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和④探究催化劑對(duì)該反應(yīng)速率的影響；）
②	298	0.5	0.001
③	323	0.5	0.01
④	298	0	0.01

（2）反應(yīng)開始時(shí)：c（KMnO₄）=

0.001mol?L-1×0.004L

0.004L+0.002L

=0.00067 mol?L^-1
                 反應(yīng)時(shí)間：△t=

6min+7min+7min

3

=6.7min  
KMnO₄的平均反應(yīng)速率：ν（KMnO₄）=

△c

△t

=

0.00067mol?L-1

6.7min

=1×10^-4 mol?L^-1?min^-1．
（3）因根據(jù)直接看表中的褪色時(shí)間長(zhǎng)短來判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系，需滿足高錳酸鉀的物質(zhì)的量相同，濃度不同的草酸溶液，故答案為：不可行；取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液分別同時(shí)與體積相同、濃度相同的高錳酸鉀酸性溶液反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng)：本題主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，反應(yīng)速率的計(jì)算，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力．