Question

某探究小组用KMnO₄酸性溶液与H₂C₂O₄溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定：所用KMnO₄酸性溶液的浓度可选择0.010 mol·L^-1、0.0010 mol·L^-1， 催化剂的用量可选择0.5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO₄酸性溶液的用量均为4 mL、H₂C₂O₄溶液（0.10 mol·L^-1）的用量均为2 mL。

⑴ 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验 编号	T/K	催化剂的用量 / g	酸性KMnO4溶液的浓度／mol·L^-1	实验目的
①	298	0.5	0.010	a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响； b. 实验①和    探究温度对该反应速率的影响； c. 实验①和   探究催化剂对该反应速率的影响。
②
③
④

⑵ 某同学对实验①和②分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验编号	溶液褪色所需时间 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 实验②中用KMnO₄的浓度变化来表示的平均反应速率为            （忽略混合前后溶液的体积变化）。

② 该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下，酸性KMnO₄溶液的浓度越小，所需要的时间就越短，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确        （填“是”或“否”）。他认为不用经过计算，直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系，你认为是否可行         （填“是”或“否”），若不可行（若认为可行则不填），请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方法：                                                                      。

Answer

⑴

实验

编号

T/K

催化剂的用量 / g

酸性KMnO4溶液的浓度／mol·L-1

实验目的

①

a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响；

b. 实验①和 ③ 探究温度对该反应速率的影响；

c. 实验①和 ④ 探究催化剂对该反应速率的影响。

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）

取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应         （2分）

（基本思路错误得0分，思路正确未强调草酸过量扣1分，未强调体积相同扣1分）

【解析】（1）考查外界条件对反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响，则催化剂的量和高锰酸钾溶液的浓度应该是相同的。而要究催化剂对该反应速率的影响，则温度和高锰酸钾溶液的浓度是相同的，所以答案是

实验

编号

T/K

催化剂的用量 / g

酸性KMnO4溶液的浓度／mol·L-1

实验目的

①

a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响；

b. 实验①和 ③ 探究温度对该反应速率的影响；

c. 实验①和 ④ 探究催化剂对该反应速率的影响。

②

298

0.5

0.0010

③

323

0.5

0.010

④

298

0

0.010

（2）①根据实验实验数据可知，第一次实验误差大，实验取第二次实验的数据。反应开始时高锰酸钾溶液的浓度是：

②当其他条件相同的情况下，浓度越大，反应速率越快，所以结论是错误的。由于反应中高锰酸钾的物质的量浓度是不同的，所以是不可行的，正确的做法是取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液，分别同时与体积相同、浓度相同的酸性高锰酸钾溶液反应。