Question

4．甲、乙、丙三個實驗小組利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應研究影響反應速率的因素．設計實驗方案如下（實驗中所用KMnO₄溶液均已加入H₂SO₄）：
甲組：通過測定生成CO₂氣體體積的方法來比較化學反應速率的大�。�
實驗裝置如圖，實驗時分液漏斗中A溶液一次性放下．
A、B的成分見下表：

序號	A溶液	B溶液
①	2mL0.1mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L  KMnO4溶液
②	2mL0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L  KMnO4溶液

（1）甲組同學實驗探究的是濃度對化學反應速率的影響．
結合裝置，分析所給實驗儀器，定量比較①②組化學反應速率大小實現(xiàn)該實驗目的還欠缺的儀器：秒表．
乙組通過測定單位時間內KMnO₄溶液濃度變化來判定反應速率快慢．所用的試劑以及條件如下表所示：

序號	溶液	條件
③	2mL 0.1mol/L H2C2O4和8mL 0.1mol/L KMnO4	熱水
④	2mL 0.1mol/L H2C2O4和8mL 0.1mol/L KMnO4	冷水

（2）①乙組同學實驗目的是探究對化學反應速率的影響．
②寫出溶液中發(fā)生的反應的離子方程式（提示：H₂C₂O₄為弱酸，KMnO₄的還原產物為Mn²⁺）：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O．實驗中該組同學始終沒有看到溶液褪色，其原因是高錳酸鉀過量．
丙組：丙組通過測定單位時間KMnO₄溶液濃度變化來判定反應速率快慢．在25℃時，40mL 0.001mol/LKMnO₄與38mL0.1mol/LH₂C₂O₄和2mL2.38mol/LH₂SO₄混合液共80mL中KMnO₄的濃度及對應時段的平均反應速率數(shù)據(jù)：

時間（min）	0-4	4-8	8-12	12-16	16-21	21-22	22-23
c（KMnO4）（10-4mol/L）	4.58	4.02	3.36	2.25	0.72	0.43	0.23
υ（KMnO4）（10-4mol/（L•min）	a	0.14	0.17	0.28	0.32	0.29	0.20

（3）完成上表中a=0.11  mol/（L•min）．
問題討論：已知該實驗過程中溶液溫度幾乎不變，但是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)開始階段速率卻在增大．
你認為引起該反應速率增大的因素是反應過程中產生了催化劑加快了反應速率．

Answer 1

分析 （1）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對化學反應速率的影響；判斷反應速率需要時間，用秒表計時；
（2）①實驗中除溫度不同外，其他條件都相同；
②高錳酸鉀具有強氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；根據(jù)草酸和高錳酸鉀反應的方程式分析數(shù)據(jù)可知高錳酸鉀過量；
（3）根據(jù)反應速率v=$\frac{△c}{△t}$計算速率的大��；溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應的速率開始階段速率卻在增大，可判斷是催化劑的影響．

解答 解：（1）從改變的條件看，H₂C₂O₄濃度從0.1到0.2mol/L，故為濃度對化學反應速率的影響；判斷反應速率v=$\frac{△c}{△t}$，需要測定時間，可用秒表計時，
故答案為：濃度；秒表；
（2）①實驗中除溫度不同外，其他條件都相同，可知該實驗探究的是溫度對反應速率的影響，
故答案為：溫度；
②高錳酸鉀具有強氧化性，把草酸中的C從+3價氧化成+4價的二氧化碳，Mn元素從+7價變化到+2價的錳離子，由于草酸分子中有2個C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應比例為 2：5，故反應的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
草酸的物質的量為：0.002L×0.1mol•L^-1=2×10^-4mol，高錳酸鉀的物質的量為：0.008L×0.1mol•L^-1=8×10^-4mol，由方程式可知，高錳酸鉀過量，故沒看到溶液褪色，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；高錳酸鉀過量；
（3）反應速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.04L×0.001mol/L}{0.08L}-4.58×1{0}^{-4}mol/L}{4min}$=0.11×10^-4mol/（L•min），溶液溫度幾乎不變，從數(shù)據(jù)看出反應的速率開始階段速率卻在增大，可判斷是反應過程中產生了催化劑加快了反應速率，
故答案為：0.11；反應過程中產生了催化劑加快了反應速率．

點評 本題以探究實驗為基礎，考查影響化學反應速率的因素、氧化還原反應基礎知識等，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．