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某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L
稀硫酸
1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是
 
.
(2)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=
 
.
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示.但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示.该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究.

①该小组同学提出的假设是
 
.
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白.
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O 0.2 mol/L KMnO4溶液 3 mol/L
稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0
 
t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是
 
.
考点:探究影响化学反应速率的因素
专题:实验设计题
分析:(1)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度,根据高锰酸钾溶液溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答;
(2)先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量,然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率;
(3)①由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大,反应速率增加的比较快,所以探究的是硫酸镁在反应中的作用;
②作对比实验时,除了加入MnSO4不同外,其它量完全相同,据此进行解答;
③若反应加快,说明Mn2+是催化剂,反应过程中溶液褪色时间减少.
解答: 解:(1)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度;其他条件相同时,增大KMnO4浓度,反应速率增大,
故答案为:其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大;
(2)草酸的物质的量为:0.6mol?L-1×0.003L=0.0018mol,高锰酸钾的物质的量为:0.2mol?L-1×0.003L=0.0006mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:0.0018mol:0.0006mol=3:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为:
0.2mol/L×0.003L
(3+2+3+2)×10-3L
=0.06mol/L,
这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=
0.06mol/L
4min
=1.5×10-2 mol/(L?min),
故答案为:1.5×10-2 mol/(L?min);
(3)①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快,说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂,
故答案为:生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用);
②与实验1作对比实验,则加入的硫酸锰的量不同,其它条件必须相同,所以加入的少量固体为MnSO4,
故答案为:MnSO4;
③若该小组同学提出的假设成立,则反应速率加快,溶液褪色的时间小于4min,从而说明Mn2+是催化剂,
故答案为:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
点评:本题主要结合实验考查了影响化学反应速率的因素,题目难度不大,注意掌握温度、催化剂对化学反应速率的影响,解题关键是对比分析图表中的数据找出相同点和不同点,然后得出合理结论.
练习册系列答案
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在pH=1的澄清透明溶液中,能大量共存的离子组是(  )
A、Na+、HCO3-、Cl-
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C、Cu2+、Na+、SO42-
D、NH4+、Al3+、CO32-

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下列有关化学反应类型的说法正确的是(  )
A、分解反应一定是氧化还原反应
B、置换反应一定是氧化还原反应
C、化合反应一定是氧化还原反应
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下列离子方程式书写正确的是(  )
A、实验室制备氢氧化铝:Al3++3NH3?H2O═Al(OH)3↓+3NH4+
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A、C6H12O6
催化剂
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B、HC≡CH+HCl
催化剂
△
H2C═CHCl
C、
D、

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为测定Na2CO3与Na2SO3混合物中各组分的含量,取样品23.2g,用如图所示装置进行实验(铁架台、铁夹等仪器未在图中画出):

(1)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是:
 

(2)此实验还必须用到的最重要的仪器是
 
;仪器F的作用是
 
.
(3)已知仪器C中装有品红溶液,其作用是
 

(4)实验室中备有以下常用试剂:a.浓硫酸;  b.品红溶液;c.酸性高锰酸钾溶液;d.饱和碳酸氢钠溶液;e.氢氧化钠溶液;f.无水硫酸铜;g.碱石灰;h.五氧化二磷;i.无水氯化钙.请将下列容器中应盛放的试剂序号填入相应空格:B中
 
,D中
 
,E中
 
.
(5)实验过程中,当仪器A内的固体反应完全后,需打开活塞K,向A中缓慢通入大量的空气.这样做的目的是
 
.所通空气应先经过
 
试剂(填上述所供试剂的序号)处理,否则可能引起Na2SO3含量的测量结果比实际值
 
(填“偏高”、“偏低”或“没影响”).
(6)若仪器E在实验完成时增重4.4g,则Na2CO3与Na2SO3的物质的量之比为
 
.

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研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.6NO2+8NH3
催化剂
△
7N2+12H2O
(1)利用反应:可处理NO2.当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是
 
L.
(2)①已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1 ;2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1 请写出NO2与SO2反应生成SO3(g)和NO的热化学方程式
 
.
②一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
 
.
a.体系压强保持不变                 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变           d.每消耗1mol SO2的同时生成1mol NO2
③测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则该反应的平衡常数K=
 
.
(3)汽车尾气中的一氧化碳可通过如下反应降低其浓度:CO(g)+
1
2
O2(g)?CO2(g).已知某温度下,在两个恒容密闭容器中进行该反应,容器中各物质的起始浓度及正、逆反应速率关系如表所示.请用“>”或“<”或“=”填写表中的空格.
容器编号 c(CO)/mol?L-1 c(O2)/mol?L-1 c(CO2)/mol?L-1 υ(正)和υ(逆)
大小比较
① 2.0×10-4 4.0×10-4 4.0×10-4 υ(正)=υ(逆)
② 1.0×10-3 4.0×10-4 5.0×10-4 υ(正)
 
υ(逆)

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化合物YX2、ZX2中,X、Y、Z的核电荷数小于18;X原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子,Y原子的最外层中p能级的电子数等于前一能层电子总数,且X和Y具有相同的电子层数;Z与X在周期表中位于同一主族.回答下列问题:
(1)X的电子排布式为
 
,Y的轨道表示式为
 
;
(2)ZX2的分子式是
 
,YX2电子式是
 
;
(3)Y与Z形成的化合物中化学键的种类是
 
.

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如图中,A为空气中常见的气体单质、B、C、E是金属单质,D为非金属单质.已知:①I是一种常见的温室气体,E原子核内有12个质子②G是一种红棕色固体粉末,反应C+G
高温
B+H能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接;回答下列问题:
(1)分别写出F、G、H、I的化学式
F
 
 G
 
H
 
  I
 

(2)书写下列化学方程式
C+G
高温
B+H
 
;2E+I
 点燃 
.
 
2F+D
 

(3)C与NaOH溶液反应的化学方程式为
 
,反应后溶液与过量化合物I反应的化学方程式为
 
;
(4)1.6gG溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少所需的铜粉的质量为:
 

(提示:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2 ).

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