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，測得以下實驗數據（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 該同學分析上述數據后得出“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”）。他認為不用經過計算，直接根據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，思路正確未強調草酸過量扣1分，未強調體積相同扣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根據實驗實驗數據可知，第一次實驗誤差大，實驗取第二次實驗的數據。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。