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草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對反應速率影響的實驗。

（1）為證明濃度對反應速率的影響，曾有教科書《化學反應原理》設計了如下實驗：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間。

實驗中發生反應的離子方程式為：      ；

預期現象是：

①溶液的顏色由      色變為      色，

②其中加入      mol·L^-1H₂C₂O₄的那支試管中的溶液先變色。

然而實驗結果并不盡如人意。實驗過程顏色復雜，且褪色先緩慢，后逐漸加快；最大的問題是草酸濃度大，反應速率卻更慢。

本實驗能否作為課堂實驗研究濃度對化學反應速率的影響？適宜的條件是怎樣的？某校一研究小組對此進行了探究。下面是他們的實驗報告的一部分：

表1　試驗安排及結果

實驗 編號	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

 

應用SPSS16.0對正交試驗結果進行方差分析，結果如下表

表2　各因素水平的數據處理結果

	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）對反應速率影響顯著，而      的濃度對反應速率的影響不顯著。

（3）由表2可知，當高錳酸鉀濃度為      mol·L^-1、草酸濃度為      mol·L^-1時，反應最快。即因素A、B的較適宜實驗條件得以確定。

根據以上實驗結果，該小組同學繼續探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應速率的，測得如下實驗結果：

表3　不同硫酸濃度下的褪色時間

c(H2SO4)/mol·L-1	18	16	14	12	10	8	6
褪色時間/s	67	83	90	103	129	146	200

 

（4）根據課堂實驗的合適時間，可選溶液的褪色時間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液，即此時硫酸的濃度為      mol·L^-1和      mol·L^-1，這也有利于觀察這兩個反應速率的差異。

結論：草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應，可作為課堂實驗探究濃度對反應速率的影響。

 

草酸是一種重要的試劑。下面是利用草酸探究濃度對反應速率影響的實驗。
（1）為證明濃度對反應速率的影響，曾有教科書《化學反應原理》設計了如下實驗：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間。
實驗中發生反應的離子方程式為：     ；
預期現象是：
①溶液的顏色由     色變為     色，
②其中加入     mol·L^-1H₂C₂O₄的那支試管中的溶液先變色。
然而實驗結果并不盡如人意。實驗過程顏色復雜，且褪色先緩慢，后逐漸加快；最大的問題是草酸濃度大，反應速率卻更慢。
本實驗能否作為課堂實驗研究濃度對化學反應速率的影響？適宜的條件是怎樣的？某校一研究小組對此進行了探究。下面是他們的實驗報告的一部分：
表1　試驗安排及結果

實驗 編號	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

 
應用SPSS16.0對正交試驗結果進行方差分析，結果如下表
表2　各因素水平的數據處理結果

	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）對反應速率影響顯著，而     的濃度對反應速率的影響不顯著。
（3）由表2可知，當高錳酸鉀濃度為     mol·L^-1、草酸濃度為     mol·L^-1時，反應最快。即因素A、B的較適宜實驗條件得以確定。
根據以上實驗結果，該小組同學繼續探究硫酸的濃度是怎樣影響本反應速率的，測得如下實驗結果：
表3　不同硫酸濃度下的褪色時間

c(H2SO4)/mol·L-1	18	16	14	12	10	8	6
褪色時間/s	67	83	90	103	129	146	200

 
（4）根據課堂實驗的合適時間，可選溶液的褪色時間約為1分鐘和2分鐘的兩份溶液，即此時硫酸的濃度為     mol·L^-1和     mol·L^-1，這也有利于觀察這兩個反應速率的差異。
結論：草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應，可作為課堂實驗探究濃度對反應速率的影響。