草酸(H2C2O4)溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)時(shí),溶液褪色總是先慢后快。某學(xué)習(xí)小組結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理提出猜想與假設(shè),并設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:在2支試管中分別加入5 mL等濃度的H2C2O4溶液,在其中一支試管中先加入少量MnSO4固體再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。記錄溶液褪色時(shí)間,如表1:

試 管
未加MnSO4的試管
加有MnSO4的試管
褪色時(shí)間
30 s
2 s
[表1]
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:另取2支試管分別加入5 mL等濃度的H2C2O4溶液,在其中一支試管中先加入10滴稀硫酸,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。記錄溶液褪色時(shí)間,如表2:
試 管
未滴加稀硫酸的試管
滴加了稀硫酸的試管
褪色時(shí)間
100 s
90 s
[表2]
實(shí)驗(yàn)Ⅲ:另取3支試管分別加入5 mL等濃度H2C2O4溶液,然后在試管中先分別加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。記錄溶液褪色時(shí)間,如表3:
試 管
滴入10滴稀硫酸的試管
加入1 mL稀硫酸的試管
加入2 mL稀硫酸的試管
褪色時(shí)間
70 s
100 s
120 s
[表3]
(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ得出的結(jié)論是_____。
(2)比較實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ得出的結(jié)論正確的是:_____。[來
①溫度對該反應(yīng)速率有影響
②硫酸對草酸和KMnO4溶液的反應(yīng)有影響
③加入少量硫酸,可促進(jìn)草酸和KMnO4溶液反應(yīng),而加入大量硫酸,反應(yīng)速率比較小
④在酸性范圍內(nèi),pH值越小對反應(yīng)越有利[
(3)寫出草酸溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式:____。實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)標(biāo)定未知濃度H2C2O4溶液,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:溶液顏色_____,且30 s不改變。滴定完成后仰視讀取KMnO4溶液體積會(huì)導(dǎo)致測得H2C2O4溶液的濃度____(選填:偏大、偏小、無影響)。
(4)有同學(xué)根據(jù)查閱的資料提出KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應(yīng)歷程為:

上述實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)_____可證明這個(gè)歷程是可信的。

(1)Mn2+(或硫酸錳)在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率。(2)①②③;
(3)5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O; 從無色變?yōu)闇\紫紅色;偏大(4)Ⅰ;

解析試題分析:(1)未加MnSO4的試管褪色需要30 s,加MnSO4的試管褪色需要2 s.說明Mn2+能夠加快反應(yīng)速率。在反應(yīng)中起到催化劑的作用。(2)加入10滴稀硫酸的試管在室溫下褪色需要90s,放置在溫度為65℃的水浴中加熱的褪色時(shí)間需要70s,說明溫度對該反應(yīng)速率有影響;在室溫下未滴加稀硫酸的試管褪色需要100 s,滴加稀硫酸的試管褪色需要90s。說明硫酸對草酸和KMnO4溶液的反應(yīng)有影響;同樣放置于溫度為65℃的水浴中分別加入10滴稀硫酸加熱,加入1 mL稀硫酸加熱,加入2 mL稀硫酸加熱,褪色時(shí)間分別是70s、 100s、 120s,則說明加入少量硫酸,可促進(jìn)草酸和KMnO4溶液反應(yīng),而加入大量硫酸,反應(yīng)速率比較。辉谒嵝詶l件下,溶液的酸性越小,對反應(yīng)越有利,溶液的酸性越大,對反應(yīng)反而不利。結(jié)論正確的是①②③。(3)草酸溶液與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;在滴定時(shí)通常是用已知濃度的物質(zhì)來滴定未知濃度的物質(zhì)。所以未知濃度H2C2O4在錐形瓶中,已知濃度的KMnO4在酸式滴定管中。滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色從無色變?yōu)闇\紫紅色,且在半分鐘內(nèi)不褪色。在滴定完成后若仰視讀取KMnO4溶液,則KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算求出的草酸的濃度就會(huì)偏大。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅰ是證明Mn2+對反應(yīng)的催化作用。實(shí)驗(yàn)Ⅱ是證明溶液的酸堿性對反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)Ⅲ是證明溫度對反應(yīng)的影響。通過這些分析可知實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證明這個(gè)歷程是可信的。
考點(diǎn):考查各種條件對草酸(H2C2O4)溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的影響的知識。

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:計(jì)算題

把3molA和2.5molB混合于2L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),5min后反應(yīng)達(dá)平衡,容器內(nèi)壓強(qiáng)變小,測得D的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L.min).求:
   (1) x=      
   (2) 平衡時(shí)C的濃度為多少?(要求寫出計(jì)算過程)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
(1)用電弧法合成的儲(chǔ)氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒,請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并在方框內(nèi)填上系數(shù)。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□        
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
 
①實(shí)驗(yàn)1條件下,反應(yīng)從開始至達(dá)到平衡,以v(CO2)表示的平均反應(yīng)速率為          (保留小數(shù)點(diǎn)后二位數(shù),下同)。
②實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K=____  _____,該反應(yīng)為          (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH1=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g)   ΔH2=-566.0 kJ/mol 
③ H2O(g)=H2O(l)  ΔH3=-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:                                     。
(4)某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置。

①該電池正極的電極反應(yīng)式為:                       
②該電池工作時(shí),溶液中的OH向______(填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。

實(shí)驗(yàn)編號
初始pH
廢水樣品體積/mL
草酸溶液體積/mL
蒸餾水體積/mL

4
60
10
30

5
60
10
30

5
60
 
 
 

測得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O72濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。
(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為________(填化學(xué)式)。
(3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明________;實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3)=________mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。
(4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:Fe2起催化作用:
假設(shè)二:________;
假設(shè)三:________;
……
(5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。
(除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72的濃度可用儀器測定)
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

(14分)金屬鈦(Ti)性能優(yōu)越,被稱為繼鐵、鋁之后的“第三金屬”。工業(yè)上以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料冶煉金屬鈦,其生產(chǎn)的工藝流程圖如下:

已知:2H2SO4(濃)+ FeTiO3=TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
(1)步驟I中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:                 、                  。
(2)已知:TiO2易水解,只能存在于強(qiáng)酸性溶液中。
25 ℃時(shí),難溶電解質(zhì)溶解度與pH關(guān)系如圖,

TiO(OH)2溶度積Ksp=1×10-29
①步驟Ⅲ加入鐵屑原因  是                   。
② TiO2水解的離子方程式為                 。
向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是       。
當(dāng)溶液pH=       時(shí),TiO(OH)2已沉淀完全。
(3)TiCl4→Ti反應(yīng)后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸餾的方法分離得到Ti,依據(jù)下表信息,需加熱的溫度略高于       ℃即可。

 
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔點(diǎn)/℃
-25.0
648.8
714
1667
沸點(diǎn)/℃
136.4
1090
1412
3287
(4)電解TiO2制備鈦的方法如圖所示。該方法由于具備生產(chǎn)過程簡化、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)而引人注目。已知TiO2熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離,電解時(shí)陰極反應(yīng)式為       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某探究小組用測量HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素。限選試劑:1.00 mol·L-1 HNO3、2.00 mol·L-1 HNO3,細(xì)顆粒大理石、粗顆粒大理石,35 ℃水浴。
(1)他們能完成哪些因素對速率影響的探究?
____________________________________________________________。
(2)請根據(jù)能進(jìn)行的探究內(nèi)容,填寫以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,完成探究實(shí)驗(yàn):

(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制的不變量是硝酸溶液體積和                。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組用如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞等儀器外,必需的實(shí)驗(yàn)儀器還有       。
②干燥管中應(yīng)放置的試劑是              。

A.堿石灰 B.無水CaCl2
C.P2O5固體 D.濃硫酸
③若撤除干燥管裝置,所測速率           (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某實(shí)驗(yàn)小組為確定過氧化氫分解的最佳催化條件,用如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)物用量和反應(yīng)停止的時(shí)間數(shù)據(jù)如下:
 
分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題,
(1)相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而____________。
(2)從實(shí)驗(yàn)效果和“綠色化學(xué)”的角度考慮,雙氧水的濃度相同時(shí),加入_____g的二氧化錳為較佳選擇。
(3)該小組的某同學(xué)分析上述數(shù)據(jù)后認(rèn)為:“當(dāng)用相同質(zhì)量的二氧化錳時(shí),雙氧水的濃度越小,所需要的時(shí)間就越少,亦即其反應(yīng)速率越快”的結(jié)論,你認(rèn)為是否正確_______理由是_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某學(xué)習(xí)小組利用鐵與稀硫酸的反應(yīng),進(jìn)行“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素”的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下表:

實(shí)驗(yàn)
序號
鐵的質(zhì)量/g
鐵的
形態(tài)
V(H2SO4)
/mL
c(H2SO4)
/mol·L-1
反應(yīng)前溶液
的溫度/℃
金屬完全消
失的時(shí)間/s
1
0.10
片狀
50
0.8
20
200
2
0.10
粉狀
50
0.8
20
25
3
0.10
片狀
50
1.0
20
125
4
0.10
片狀
50
1.0
35
50
 
請分析上表信息,回答下列問題。
(1)實(shí)驗(yàn)1、2 表明      對反應(yīng)速率有影響,其規(guī)律是          。
(2)僅表明反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的實(shí)驗(yàn)有      (填實(shí)驗(yàn)序號)。
(3)該探究實(shí)驗(yàn)中,影響反應(yīng)速率的因素還有         ,體現(xiàn)該影響因素的實(shí)驗(yàn)有      (填實(shí)驗(yàn)序號)。
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時(shí),若將稀硫酸改為50 mL 2.0 mol·L-1 鹽酸(其他條件不變),發(fā)現(xiàn):放出氣泡的速率,鹽酸明顯比硫酸快。你認(rèn)為可能的原因是              。
(忽略溫度對反應(yīng)速率的影響)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

已知常溫下KHSO3溶液的pH<7,且等濃度的HSO3的電離程度大于SO32的水解程度。等物質(zhì)的量的KHSO3、K2SO3、K2SO4溶于足量水形成的溶液中,有關(guān)粒子之間的關(guān)系正確的是

A.c(SO42)>c(HSO3)>c(SO32) >c(H2SO3)
B.c(K)>c(SO32)>c(SO42)>c(HSO3)>c(H)>c(OH)
C.c(K)=c(HSO3)+2c(SO32)+2c(SO42)
D.c(K)+c(H)=c(HSO3)+c(SO32)+c(SO42)+c(OH)

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同步練習(xí)冊答案