Question

某探究小組用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應過程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影響反應速率的因素。實驗條件作如下限定：所用KMnO₄酸性溶液的濃度可選擇0.010 mol·L^-1、0.0010 mol·L^-1， 催化劑的用量可選擇0.5 g、0 g，實驗溫度可選擇298 K、323 K。每次實驗KMnO₄酸性溶液的用量均為4 mL、H₂C₂O₄溶液（0.10 mol·L^-1）的用量均為2 mL。

⑴ 請完成以下實驗設計表，并在實驗目的一欄中填出對應的實驗編號：

實驗 編號	T/K	催化劑的用量 / g	酸性KMnO4溶液的濃度／mol·L-1	實驗目的
①	298	0.5	0.010	a. 實驗①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對該反應速率的影響； b. 實驗①和    探究溫度對該反應速率的影響； c. 實驗①和   探究催化劑對該反應速率的影響。
②
③
④

⑵ 某同學對實驗①和②分別進行了三次實驗，測得以下實驗數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計時）：

實驗編號	溶液褪色所需時間 t / min
第1次	第2次	第3次
①	14.0	13.0	11.0
②	6.0	7.0	7.0

① 實驗②中用KMnO₄的濃度變化來表示的平均反應速率為            （忽略混合前后溶液的體積變化）。

② 該同學分析上述數(shù)據(jù)后得出“當其他條件相同的情況下，酸性KMnO₄溶液的濃度越小，所需要的時間就越短，亦即其反應速率越快”的結論，你認為是否正確        （填“是”或“否”）。他認為不用經(jīng)過計算，直接根據(jù)表中褪色時間的長短就可以判斷濃度大小與反應速率的關系，你認為是否可行         （填“是”或“否”），若不可行（若認為可行則不填），請設計可以直接通過觀察褪色時間的長短來判斷的改進方法：                                                                      。

 

Answer 1

【答案】

⑴

實驗 編號	T/K	催化劑的用量 / g	酸性KMnO4溶液的濃度／mol·L-1	實驗目的
①				a. 實驗①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對該反應速率的影響； b. 實驗①和 ③ 探究溫度對該反應速率的影響； c. 實驗①和 ④ 探究催化劑對該反應速率的影響。
②	298	0.5	0.0010
③	323	0.5	0.010
④	298	0	0.010

（各1分，共5分）

⑵① 1.0×10^-4 mol·L^-1·min^-1       （2分）

② 否                   否                             （各1分，共2分）

取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液，分別同時與體積相同、濃度相同的酸性高錳酸鉀溶液反應         （2分）

（基本思路錯誤得0分，思路正確未強調(diào)草酸過量扣1分，未強調(diào)體積相同扣1分）

【解析】（1）考查外界條件對反應速率的影響。要探究溫度對該反應速率的影響，則催化劑的量和高錳酸鉀溶液的濃度應該是相同的。而要究催化劑對該反應速率的影響，則溫度和高錳酸鉀溶液的濃度是相同的，所以答案是

實驗 編號	T/K	催化劑的用量 / g	酸性KMnO4溶液的濃度／mol·L-1	實驗目的
①				a. 實驗①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對該反應速率的影響； b. 實驗①和 ③ 探究溫度對該反應速率的影響； c. 實驗①和 ④ 探究催化劑對該反應速率的影響。
②	298	0.5	0.0010
③	323	0.5	0.010
④	298	0	0.010

（2）①根據(jù)實驗實驗數(shù)據(jù)可知，第一次實驗誤差大，實驗取第二次實驗的數(shù)據(jù)。反應開始時高錳酸鉀溶液的濃度是：

②當其他條件相同的情況下，濃度越大，反應速率越快，所以結論是錯誤的。由于反應中高錳酸鉀的物質的量濃度是不同的，所以是不可行的，正確的做法是取過量的體積相同、濃度不同的草酸溶液，分別同時與體積相同、濃度相同的酸性高錳酸鉀溶液反應。