Question

酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液的反应通常用来研究浓度对反应速率的影响。现有甲、乙两个实验小组设计不同的实验方案如下：

甲组：改变反应物的浓度，通过溶液褪色的时间来比较反应速率快慢。

可以使用的试剂有：① 0.01mol/L KMnO₄酸性溶液、② 0.02mol/L KMnO₄酸性溶液、③ 0.1 mol/L H₂C₂O₄溶液、④ 0.2 mol/L H₂C₂O₄溶液。

（1）酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应的离子方程式为：__________________________；

（2）请从上面的四种溶液中选择本实验所需的三种溶液（填写序号）_______________；

（3）问题讨论：已知该实验过程中溶液温度几乎不变，但是依据实验数据发现开始一段时间后速率却在增大。

①你认为引起该反应速率增大的因素是_____________________。

②欲设计实验确认，请完成以下设计表a、b、c（褪色时间不需填写）：

实验 编号	0.01mol/LKMnO4酸性溶液/mL	0.2mol/L H2C2O4溶液/mL	MnSO4 固体/g	褪色 时间/s
1	4mL	2 mL	a
2	b	c	0.2 g

乙组：通过测定不同浓度的溶液生成CO₂气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。

实验装置如图，实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中

已知乙组完成两次实验分别是Ⅰ、Ⅱ。请完成以下各空：

（4）如何检查该装置的气密性：___________________。

（5）分析所给实验仪器，实现该实验目的还欠缺的仪器：_________________。你将如何比较Ⅰ、Ⅱ化学反应速率大小？你的操作是_________________________。

Answer

（1）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O（2）①③④

（3）①Mn2＋对高锰酸钾和草酸的反应有催化作用（2分）

②a:0（1分）；b:4mL（1分）；c:2mL；（1分）

（4）关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好。（2分）

（5）秒表（2分）比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快（或比较在该环境中，比较收集相同体积气体所用时间，越短速率越快）（2分）

【解析】

试题分析：（1）酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应的离子方程式为2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；

（2）通过溶液褪色的时间来比较反应速率快慢，则需要保持酸性高锰酸钾溶液的浓度不变，而改变草酸溶液的浓度，因此答案选①③④；

（3）①该实验过程中溶液温度几乎不变，但是依据实验数据发现开始一段时间后速率却在增大，这说明生成物Mn2＋对高锰酸钾和草酸的反应有催化作用；

②盐探究硫酸锰对反应速率的影响，需要保持高锰酸钾和草酸溶液的浓度不变，所以a＝0，b＝4mL，c＝2mL；

（4）根据装置图可知检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗活塞，向外拉注射器的内管一段距离后松手，若内管能回到开始位置，证明气密性好，若不能则说明气密性不好。

（5）通过测定不同浓度的溶液生成CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小，则需要测定收集等体积气体时所需要的时间，即还缺少秒表；要比较反应速率大小，则可以比较在该环境中，相同时间收集到的气体体积，多的反应速率快（或比较在该环境中，比较收集相同体积气体所用时间，越短速率越快）。

【考点定位】考查外界条件对反应速率影响的实验设计和探究

【名师点晴】注意控制变量法探究影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。