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专题:变量实验探究-变量控制思想在实验中的运用1、甲、乙两个实验小组利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。(1)该反应的离子方程式为(提示:H2C2O4的一级电离平衡常数为5.410-2) 。 设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):(2)甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小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溶液一次性放下,A、B的成分见下表:序号A溶液B溶液2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4该实验探究的是对化学反应速率的影响。在反应停止之前,相同时间内针管中所得CO2的体积由大到小的顺序是(用实验序号填空)。(3)乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的多少来比较化学反应速率的大小。取两支试管各加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液,另取两支试管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4溶液。将四支试管分成两组(各有一支盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中,经过一段时间后,分别混合并振荡,记录溶液褪色所需时间。该实验目的是研究对化学反应速率的影响,但该组同学始终没有看到溶液褪色,其原因是。2、下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/molL1V(H2SO4)/mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150355040分析上述数据,回答下列问题:(1)实验4和5表明,_对反应速率有影响,_反应速率越快,能表明同一规律的实验还有_(填实验序号);(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号);(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_,其实验序号是_。(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近,推测其原因: _。3、某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 molL-1、2.00 molL-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。(1)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大理石规格HNO3浓度/molL-1实验目的298粗颗粒2.00()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响;()实验和探究温度对该反应速率的影响;()实验和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响;)(2)实验中CO2质量随时间变化的关系见下图:依据反应方程式:CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O,计算实验在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程)。(3)请在下面的框图中,画出实验、和中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。4、Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2 ,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。(2)请根据右上图实验曲线,计算降解反应在50150s内的反应速率; v(p-CP)= molL1s1【解释与结论】(3)实验表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2 的角度分析原因: (4)实验得出的结论是:pH=10时, 【思考与交流】(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中信息,给出一种迅速停止反应的方法: 5、某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题: (1)上述实验中发生反应的化学方程式有 _ ; (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 _ ;(3)实验室中现有、等4中溶液,可与实验中 溶液起相似作用的是 _ ; (4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 _ (答两种); (5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。 实验混合溶液ABCDEF4mol/LH2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL0 ks5u0070.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100 请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ; 该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 _ 。2
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