草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對反應(yīng)速率影響的實驗。
(1)為證明濃度對反應(yīng)速率的影響,曾有教科書《化學(xué)反應(yīng)原理》設(shè)計了如下實驗:取兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分別向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,記錄溶液褪色所需時間。
實驗中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:     ;
預(yù)期現(xiàn)象是:
①溶液的顏色由     色變?yōu)?u>     色,
②其中加入     mol·L-1H2C2O4的那支試管中的溶液先變色。
然而實驗結(jié)果并不盡如人意。實驗過程顏色復(fù)雜,且褪色先緩慢,后逐漸加快;最大的問題是草酸濃度大,反應(yīng)速率卻更慢。
本實驗?zāi)芊褡鳛檎n堂實驗研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響?適宜的條件是怎樣的?某校一研究小組對此進(jìn)行了探究。下面是他們的實驗報告的一部分:
表1 試驗安排及結(jié)果

實驗
編號
 
A(KMnO4溶液濃度/mol·L-1
 
B(草酸溶液濃度/mol·L-1
 
C(硫酸溶液濃度/mol·L-1
 
褪色時間/s
 
1
 
3
 
3
 
1
 
336
 
2
 
1
 
2
 
3
 
82
 
3
 
3
 
1
 
3
 
76
 
4
 
1
 
3
 
2
 
133
 
5
 
2
 
3
 
3
 
102
 
6
 
3
 
2
 
2
 
156
 
7
 
2
 
2
 
1
 
300
 
8
 
2
 
1
 
2
 
115
 
9
 
1
 
1
 
1
 
200
 
 
應(yīng)用SPSS16.0對正交試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果如下表
表2 各因素水平的數(shù)據(jù)處理結(jié)果
 
 
A(KMnO4溶液)
 
B(草酸溶液)
 
C(硫酸溶液)
 
濃度/mol·L-1
 
0.005
 
0.010
 
0.015
 
0.1
 
0.5
 
0.9
 
6
 
12
 
18
 
平均褪色時間/s
 
138.3
 
172.3
 
189.3
 
130.3
 
179.3
 
190.3
 
278.7
 
134.7
 
86.7
 
 
(2)由表2可知,三因素中,     的濃度(選填“A、B或C”,下空同)對反應(yīng)速率影響顯著,而     的濃度對反應(yīng)速率的影響不顯著。
(3)由表2可知,當(dāng)高錳酸鉀濃度為     mol·L-1、草酸濃度為     mol·L-1時,反應(yīng)最快。即因素A、B的較適宜實驗條件得以確定。
根據(jù)以上實驗結(jié)果,該小組同學(xué)繼續(xù)探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應(yīng)速率的,測得如下實驗結(jié)果:
表3 不同硫酸濃度下的褪色時間
c(H2SO4)/mol·L-1
 
18
 
16
 
14
 
12
 
10
 
8
 
6
 
褪色時間/s
 
67
 
83
 
90
 
103
 
129
 
146
 
200
 
 
(4)根據(jù)課堂實驗的合適時間,可選溶液的褪色時間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液,即此時硫酸的濃度為     mol·L-1     mol·L-1,這也有利于觀察這兩個反應(yīng)速率的差異。
結(jié)論:草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng),可作為課堂實驗探究濃度對反應(yīng)速率的影響。

(14分)
(1)2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn2+10CO2↑+8H2O(3分)
紫色(或紫紅色)(1分);無(1分);0.2(2分)
(2)C(硫酸)    A(高錳酸鉀)和B(草酸)(各1分,共3分)
(3)0.005 , 0.1(各1分,共2分);
(4)18,10(各1分,共2分)

解析試題分析:
(1)高錳酸鉀具有氧化性、草酸具有還原性,MnO4-將H2C2O4氧化為CO2氣體,本身被還原為Mn2+,根據(jù)得失電子相等、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平。MnO4-呈紫色,反應(yīng)后溶液為無色。增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率加快。
(2)由表2可知,硫酸濃度對反應(yīng)速率影響顯著;而高錳酸鉀和草酸濃度對反應(yīng)速率影響不明顯。
(3)當(dāng)高錳酸鉀溶液濃度為0.005 mol·L-1、草酸溶液濃度為0.01 mol·L-1時反應(yīng)速率最快。
(4)褪色時間1分鐘和2分鐘即60s和120s,對應(yīng)的濃度分別為18 mol·L-1和10 mol·L-1。
考點: 離子方程式 實驗數(shù)據(jù)的分析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

下列化學(xué)實驗不符合“綠色化學(xué)”要求的是  (   )

A.在萃取操作的演示實驗中,將CCl4萃取溴水中的溴改為CCl4萃取碘水中的碘 
B.在銅和濃硝酸反應(yīng)的實驗中,將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲 
C.將實驗室的廢酸液和廢堿液中和后再排放 
D.將實驗室用KMnO4固體加熱分解制氧氣后的殘余物倒入下水道 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程如下:

已知:Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題:
(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮可以去除油污,還可以____________________。
(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續(xù)操作步驟是_____→洗滌→_____。
(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續(xù)通入N2,其原因是________________。
(4)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。請寫出酸性條件下K2Cr2O7與Fe2+反應(yīng)的離子方程式              (K2Cr2O7被還原為Cr3+)。
(5)若需配制濃度為0.01000 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL,應(yīng)準(zhǔn)確稱取K2Cr2O7   g(保留四位有效數(shù)字,已知M(K2Cr2O7)="294.0" g·mol-1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時,下列儀器一定不要用到的有            (用編號表示)。
①電子天平 ②燒杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤250 mL容量瓶 ⑥膠頭滴管 ⑦托盤天平
(6)若配制K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液時,俯視刻度線,則測定結(jié)果_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”,下同);滴定操作中,若滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結(jié)束后氣泡消失,則滴定結(jié)果將________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制100 mL濃度為1 mol·L-1的稀硫酸,其操作可分為以下各步:

A.用量筒量取5.4 mL濃硫酸,緩慢倒入裝有約50 mL蒸餾水的燒杯里,并用玻璃棒攪拌
B.用約30 mL蒸餾水,分成三次洗滌燒杯和玻璃棒,將洗滌液都倒入容量瓶中
C.將稀釋后的硫酸小心地倒入容量瓶中
D.檢查100 mL容量瓶口是否有漏液現(xiàn)象
E.將蒸餾水直接加入容量瓶,至液面距刻度線1~2 cm處
F.蓋緊瓶塞,反復(fù)顛倒振蕩,搖勻溶液
G.用膠頭滴管向容量瓶里逐滴加入蒸餾水,至液面最低點與刻度線相切
(1)正確的操作順序應(yīng)該是______________________________________________。
(2)進(jìn)行A步操作的時候,應(yīng)該選用的是________(填序號)。
①10 mL量筒;②50 mL量筒;③500 mL量筒;④1000 mL量筒
如果對裝有濃硫酸的量筒讀數(shù)如圖所示,配制的稀硫酸的濃度將________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
 
(3)進(jìn)行A步操作后,必須________,才能進(jìn)行C步操作。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氧化銅礦石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3,還含有Fe2O3、FeO和SiO2等。銅、鐵是畜禽所必需的微量元素。某飼料廠聯(lián)合生產(chǎn)硫酸銅和硫酸亞鐵工藝流程如下:
 
(1)氧化銅礦石粉碎的目的是                
(2)寫出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式           。
(3)“中和/過濾”中加入CaCO3的目的是                       。
(4)上述工藝流程中多處涉及“過濾”,實驗室中過濾操作需要使用的玻璃儀器有   。
(5)加入鐵屑的作用是        、        
(6)下表和下圖為“烘干粉碎”的試驗結(jié)果。

序號
t/h
t/℃
m/g
x
1
3
80
5
4
2
3
160
10
1
3
4
160
10
0.8
4
4
160
5
0
5
5
80
5
3
6
5
160
15
1
硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)干燥試驗表

硫酸亞鐵干燥曲線圖
表中,m為CuSO4·5H2O晶體的質(zhì)量,x為干燥后所得晶體中結(jié)晶水的個數(shù)。據(jù)此可確定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脫水得流程中所示產(chǎn)品的適宜工藝條件分別為        ,           (分別指出兩條件的溫度和時間)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

.(16分)化學(xué)實驗是科學(xué)探究的基礎(chǔ)。請回答有關(guān)實驗問題:
(1)下面的四個實驗裝置有三個都存在明顯缺陷,其中完全正確的是     

(2)要檢驗上面B裝置氨氣已集滿的操作是                  則試管已集滿。
(3)ClO2是一種安全、高效、廣譜、強力殺菌劑,其性質(zhì)如右表:
①由下表可以看出:保存液態(tài)ClO2的條件是密封、     ;ClO2與堿反應(yīng)的離子方程式                         ;觀察下“圖A”,要從NaClO2溶液制得不含結(jié)晶水的晶體,操作是蒸發(fā)結(jié)晶,控制條件是              ;應(yīng)控制析出晶體的溫度范圍是                       。

色態(tài)
溶于堿
超過1Kpa、受熱或遇光
常溫氣體
-59-11℃
紅黃色液體
生成亞氯酸鹽和氯酸鹽
爆炸
 
②工業(yè)用潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃時反應(yīng)制得。某學(xué)生擬用下圖B所示裝置模擬工業(yè)制法制取并收集液態(tài)ClO2,請模仿下圖B的裝置圖和圖例,在答題卡的相應(yīng)圖中補充完善裝置圖,并作必要的標(biāo)注。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

(4分)下列有關(guān)實驗操作或判斷不正確的是 _____________(填序號,多選扣分)。

A.配制一定物質(zhì)的量濃度溶液,定容時俯視刻度線會導(dǎo)致所配溶液濃度偏大
B.少量濃硫酸沾在皮膚上,立即用氫氧化鈉溶液沖洗
C.配制稀硫酸時,可先在燒杯中加入一定體積的蒸餾水,再邊緩慢加入濃硫酸邊攪拌
D.100 mL容量瓶可用于配制95 mL 0.1 mol/L NaCl溶液
E.在天平左右兩盤中各放一張白紙后,即可將NaOH固體放在白紙上稱量
F.觀察鉀元素焰色反應(yīng)的操作是:先將鉑絲放在稀鹽酸中洗滌,然后蘸取固體氯化鉀,置于酒精燈的火焰上進(jìn)行灼燒,透過藍(lán)色鈷玻璃進(jìn)行觀察。
G.苯、CCl4、酒精可用來萃取溴水中的溴。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

亞硝酸鈉(NaNO2)是一種外觀與食鹽相似的食品添加劑。某化學(xué)興趣小組進(jìn)行如下實驗。
【實驗I】
用如下裝置(已省略夾持裝置)制NaNO2。
已知:2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3。

(1)儀器甲的名稱是________.裝置B的作用是_________________________。
(2)裝置D可將剩余的NO氧化成NO,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________。
(3)使用氣密性良好的上述裝置進(jìn)行實驗,NaNO2的純度較低。為提高NaNO2純度須對
上述實驗裝置或藥品進(jìn)行改進(jìn),其改進(jìn)措施是________________________________。
【實驗Ⅱ】
利用目視比色法(比較溶液顏色深淺以測定物質(zhì)濃度)測定泡菜樣品中NaNO2的含量。
步驟i:在5個有編號的試管中分別加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液 (M遇NaNO2呈紫紅色,NaNO2濃度越大顏色越深),再加蒸餾水至總體積均為l0 mL并振蕩,制成標(biāo)準(zhǔn)色階。

步驟ⅲ:取5 mL待測液X,加入1 mLM溶液,加蒸餾水至10mL振蕩,與標(biāo)準(zhǔn)色階比較。
(4)步驟ii獲取待測液X的過程中,加入明礬的目的是__________。
(5)步驟iii比較結(jié)果與④號色階顏色相同,此泡菜樣品中NaNO2的含量為_________mg·kg-1
(6)用目視比色法證明泡菜中加入維生素C可以降低NaNO2的含量。設(shè)計并完成下列實
驗報告。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等,實驗室用鹵塊(主要成分為MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì))制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

已知:幾種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示。

(1)過濾時主要玻璃儀器有                              。加入BaCl2的目的是除去雜質(zhì)離子,檢驗已沉淀完全的方法是:                                                     
(3)“調(diào)節(jié)pH=4”可選用的試劑是      (填編號)
①MgO       ②CuO     ③稀NaOH溶液
④Mg        ⑤稀硫酸   ⑥MgCO3
(4)反應(yīng)II為:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓,再進(jìn)一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的實驗步驟依次為:①       ;②趁熱過濾;③       ;④過濾、洗滌、干燥。
(5)產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定:
步驟1:準(zhǔn)確稱量m g產(chǎn)品配成100 mL溶液。
步驟2:取10 mL溶液于錐形瓶中,加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微熱。
步驟3:冷卻至室溫,用0.100 mol·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未被氧化的Fe2。記錄消耗K2Cr2O7溶液的體積。
①步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:                                     
②若配制K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液時未洗滌燒杯,則產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的含量會            。(填“偏高”、“偏低” 或“不變”)。

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