題目列表(包括答案和解析)
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時(shí),溶液褪色總是先慢后快。對(duì)其原因,某研究性學(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)(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號(hào)試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表1)
| ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色時(shí)間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
實(shí)驗(yàn)(2):在兩支試管中分別加入5 mL等濃度的草酸溶液,在②號(hào)試管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1mol·L-1的高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表2)
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產(chǎn)生;②號(hào)試管的溶液褪色比①號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實(shí)驗(yàn)(3):取3支試管分別加入5 mL等濃度草酸溶液,然后在①、②、③號(hào)試管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。觀察現(xiàn)象(表3)。
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 | ③號(hào)試管 |
褪色時(shí)間
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產(chǎn)生;①號(hào)試管的溶液褪色比②、③號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
(1) 該研究性學(xué)習(xí)小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?u> 。
(2)該研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的方法是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法,該方法叫 法;
(3)實(shí)驗(yàn)(1)得出的結(jié)論是 。
(4)由實(shí)驗(yàn)(2)和實(shí)驗(yàn)(3)得出的結(jié)論是(寫三點(diǎn))
_________________________,_____________________,_______________;
(5)據(jù)有關(guān)現(xiàn)象寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時(shí),溶液褪色總是先慢后快。對(duì)其原因,某研究性學(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)(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號(hào)試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液。現(xiàn)象如下(表1)
| ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色時(shí)間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產(chǎn)生;②號(hào)試管的溶液褪色比①號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 | ③號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產(chǎn)生;①號(hào)試管的溶液褪色比②、③號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
| ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
加入藥品 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 | 草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色時(shí)間) | 溶液褪色很慢(30s) | 溶液褪色很快(2s) |
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 現(xiàn)象 | 100 s | 90 s |
均有氣泡產(chǎn)生;②號(hào)試管的溶液褪色比①號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號(hào) | ①號(hào)試管 | ②號(hào)試管 | ③號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 80 s | 100 s | 120 s |
均有氣泡產(chǎn)生;①號(hào)試管的溶液褪色比②、③號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
向草酸(H2C2O4)溶液中逐滴加入酸性高錳酸鉀溶液時(shí),溶液褪色總是先慢后快。對(duì)其原因,某研究性學(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)(1):在兩支試管中分別加入10mL等濃度的草酸溶液,在②號(hào)試管中加入少量硫酸錳固體。然后在兩支試管中分別加入5滴0.1 mol·L-1的硫酸酸化高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表1)
|
①號(hào)試管 |
②號(hào)試管 |
加入藥品 |
草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 |
草酸溶液 硫酸酸化高錳酸鉀溶液 硫酸錳固體 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(褪色時(shí)間) |
溶液褪色很慢(30s) |
溶液褪色很快(2s) |
實(shí)驗(yàn)(2):在兩支試管中分別加入5 mL等濃度的草酸溶液,在②號(hào)試管中再滴加10滴稀硫酸,然后各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液。現(xiàn)象如下(表2)
編號(hào) |
①號(hào)試管 |
②號(hào)試管 |
褪色時(shí)間 現(xiàn)象 |
100 s |
90 s |
均有氣泡產(chǎn)生;②號(hào)試管的溶液褪色比①號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實(shí)驗(yàn)(3):取3支試管分別加入5 mL等濃度草酸溶液,然后在①、②、③號(hào)試管中依次加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,各加入5滴0.1 mol·L-1的高錳酸鉀溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。觀察現(xiàn)象(表3)。
編號(hào) |
①號(hào)試管 |
②號(hào)試管 |
③號(hào)試管 |
褪色時(shí)間
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
80 s |
100 s |
120 s |
均有氣泡產(chǎn)生;①號(hào)試管的溶液褪色比②、③號(hào)試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
(1) 該研究性學(xué)習(xí)小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?u> 。
(2)該研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的方法是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法,該方法叫 法;
(3)實(shí)驗(yàn)(1)得出的結(jié)論是 。
(4)由實(shí)驗(yàn)(2)和實(shí)驗(yàn)(3)得出的結(jié)論是(寫三點(diǎn))
_________________________,_____________________,_______________;
(5)據(jù)有關(guān)現(xiàn)象寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式:
H2C2O4+ MnO4—+ = Mn2++ + H2O
草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)。
(1)為證明濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,曾有教科書《化學(xué)反應(yīng)原理》設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):取兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分別向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,記錄溶液褪色所需時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: ;
預(yù)期現(xiàn)象是:
①溶液的顏色由 色變?yōu)?u> 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支試管中的溶液先變色。
然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不盡如人意。實(shí)驗(yàn)過程顏色復(fù)雜,且褪色先緩慢,后逐漸加快;最大的問題是草酸濃度大,反應(yīng)速率卻更慢。
本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡鳛檎n堂實(shí)驗(yàn)研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響?適宜的條件是怎樣的?某校一研究小組對(duì)此進(jìn)行了探究。下面是他們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分:
表1 試驗(yàn)安排及結(jié)果
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) |
A(KMnO4溶液濃度/mol·L-1) |
B(草酸溶液濃度/mol·L-1) |
C(硫酸溶液濃度/mol·L-1) |
褪色時(shí)間/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 |
應(yīng)用SPSS16.0對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果如下表
表2 各因素水平的數(shù)據(jù)處理結(jié)果
|
A(KMnO4溶液) |
B(草酸溶液) |
C(硫酸溶液) |
||||||
濃度/mol·L-1 |
0.005 |
0.010 |
0.015 |
0.1 |
0.5 |
0.9 |
6 |
12 |
18 |
平均褪色時(shí)間/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, 的濃度(選填“A、B或C”,下空同)對(duì)反應(yīng)速率影響顯著,而 的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響不顯著。
(3)由表2可知,當(dāng)高錳酸鉀濃度為 mol·L-1、草酸濃度為 mol·L-1時(shí),反應(yīng)最快。即因素A、B的較適宜實(shí)驗(yàn)條件得以確定。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該小組同學(xué)繼續(xù)探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應(yīng)速率的,測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
表3 不同硫酸濃度下的褪色時(shí)間
c(H2SO4)/mol·L-1 |
18 |
16 |
14 |
12 |
10 |
8 |
6 |
褪色時(shí)間/s |
67 |
83 |
90 |
103 |
129 |
146 |
200 |
(4)根據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)的合適時(shí)間,可選溶液的褪色時(shí)間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液,即此時(shí)硫酸的濃度為 mol·L-1和 mol·L-1,這也有利于觀察這兩個(gè)反應(yīng)速率的差異。
結(jié)論:草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng),可作為課堂實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。
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