题目列表(包括答案和解析)
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快。对其原因,某研究性学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究:
实验(1):在两支试管中分别加入10mL等浓度的草酸溶液,在②号试管中加入少量硫酸锰固体。然后在两支试管中分别加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高锰酸钾溶液。现象如下(表1)
| ①号试管 | ②号试管 |
加入药品 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 硫酸锰固体 |
实验现象(褪色时间) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
实验(2):在两支试管中分别加入5 mL等浓度的草酸溶液,在②号试管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1mol·L-1的高锰酸钾溶液。现象如下(表2)
编号 | ①号试管 | ②号试管 |
褪色时间 现象 | 100 s | 90 s |
均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
实验(3):取3支试管分别加入5 mL等浓度草酸溶液,然后在①、②、③号试管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高锰酸钾溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。观察现象(表3)。
编号 | ①号试管 | ②号试管 | ③号试管 |
褪色时间
实验现象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有气泡产生;①号试管的溶液褪色比②、③号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
(1) 该研究性学习小组的实验目的是 。
(2)该研究性学习小组进行实验时所用的方法是科学实验中常用的一种方法,该方法叫 法;
(3)实验(1)得出的结论是 。
(4)由实验(2)和实验(3)得出的结论是(写三点)
_________________________,_____________________,_______________;
(5)据有关现象写出草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快。对其原因,某研究性学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究:
实验(1):在两支试管中分别加入10mL等浓度的草酸溶液,在②号试管中加入少量硫酸锰固体。然后在两支试管中分别加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高锰酸钾溶液。现象如下(表1)
| ①号试管 | ②号试管 |
加入药品 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 硫酸锰固体 |
实验现象(褪色时间) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
编号 | ①号试管 | ②号试管 |
褪色时间 现象 | 100 s | 90 s |
均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
编号 | ①号试管 | ②号试管 | ③号试管 |
褪色时间 实验现象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有气泡产生;①号试管的溶液褪色比②、③号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
| ①号试管 | ②号试管 |
加入药品 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 硫酸锰固体 |
实验现象(褪色时间) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
编号 | ①号试管 | ②号试管 |
褪色时间 现象 | 100 s | 90 s |
均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
编号 | ①号试管 | ②号试管 | ③号试管 |
褪色时间 实验现象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有气泡产生;①号试管的溶液褪色比②、③号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时,溶液褪色总是先慢后快。对其原因,某研究性学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究:
实验(1):在两支试管中分别加入10mL等浓度的草酸溶液,在②号试管中加入少量硫酸锰固体。然后在两支试管中分别加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高锰酸钾溶液。现象如下(表1)
|
①号试管 |
②号试管 |
加入药品 |
草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 |
草酸溶液 硫酸酸化高锰酸钾溶液 硫酸锰固体 |
实验现象(褪色时间) |
溶液褪色很慢(30s) |
溶液褪色很快(2s) |
实验(2):在两支试管中分别加入5 mL等浓度的草酸溶液,在②号试管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1 mol·L-1的高锰酸钾溶液。现象如下(表2)
编号 |
①号试管 |
②号试管 |
褪色时间 现象 |
100 s |
90 s |
均有气泡产生;②号试管的溶液褪色比①号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
实验(3):取3支试管分别加入5 mL等浓度草酸溶液,然后在①、②、③号试管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高锰酸钾溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。观察现象(表3)。
编号 |
①号试管 |
②号试管 |
③号试管 |
褪色时间
实验现象 |
80 s |
100 s |
120 s |
均有气泡产生;①号试管的溶液褪色比②、③号试管的溶液快,它们颜色变化如下:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色。 |
(1) 该研究性学习小组的实验目的是 。
(2)该研究性学习小组进行实验时所用的方法是科学实验中常用的一种方法,该方法叫 法;
(3)实验(1)得出的结论是 。
(4)由实验(2)和实验(3)得出的结论是(写三点)
_________________________,_____________________,_______________;
(5)据有关现象写出草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为: ;
预期现象是:
①溶液的颜色由 色变为 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1 试验安排及结果
实验 编号 |
A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1) |
B(草酸溶液浓度/mol·L-1) |
C(硫酸溶液浓度/mol·L-1) |
褪色时间/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 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
|
A(KMnO4溶液) |
B(草酸溶液) |
C(硫酸溶液) |
||||||
浓度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
平均褪色时间/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, 的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而 的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果:
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
褪色时间/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。
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