Question

18．現(xiàn)有如下溶液：①1.0mL0.10mol•L^-1雙氧水 ②1.0mL0.20mol•L^-1雙氧水 ③3.0mL0.10mol•L^-1KMnO₄溶液  ④3.0mL0.010mol•L^-1KMnO₄溶液．所有實(shí)驗(yàn)均需加入1.0mL稀硫酸（足量），依據(jù)褪色時(shí)間長(zhǎng)短判定反應(yīng)速率快慢：
（1）寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
若某反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O，則該反應(yīng)的氧化劑為KMnO₄、H₂O₂，若有9molH₂O₂參加該反應(yīng)，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為14N_A；
（2）某溫度下，若要探究反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)選擇試劑①②④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（填序號(hào)）．
（3）某溫度下，某同學(xué)按照（2）中選擇試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，褪色時(shí)間為5s：
①計(jì)算以H₂O₂表示的反應(yīng)速率為3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1；
②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)顏色變化會(huì)出現(xiàn)先慢后快并突然褪色的現(xiàn)象．為此該同學(xué)又進(jìn)行了一次平行實(shí)驗(yàn)，只是加入少量MnSO₄固體，結(jié)果溶液立即褪色，請(qǐng)推測(cè)顏色變化會(huì)出現(xiàn)先慢后快并突然褪色的現(xiàn)象的原因MnSO₄為該反應(yīng)的催化劑；
（4）某同學(xué)在不同溫度下，分別取兩份等體積不同濃度的雙氧水與等量KMnO₄溶液進(jìn)行反應(yīng)，繪制出c（H₂O₂）隨時(shí)間（t）變化的曲線如圖所示，若A、B分別為不同溫度時(shí)測(cè)定的曲線，則A（填“A”或“B”）曲線所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度高，判斷的依據(jù)是A曲線起始濃度小，但在0～6s內(nèi)平均反應(yīng)加快，說明其溫度高．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀與雙氧水反應(yīng)，生成氧氣和錳離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；在2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O反應(yīng)，錳元素的化合價(jià)降低，過氧化氫中部分氧元素化合價(jià)降低，所以該反應(yīng)的氧化劑為KMnO₄和H₂O₂，若有9molH₂O₂參加該反應(yīng)，只有7mol是還原劑，所以轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為 14N_A；
（2）可表明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的是實(shí)驗(yàn)，其它數(shù)據(jù)應(yīng)相同；
（3）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$，進(jìn)行計(jì)算求解；
  ②說明生成的MnSO₄為該反應(yīng)的催化劑；
（4）溫度越高反應(yīng)速率越快，單位時(shí)間內(nèi)濃度變化量大，所以A對(duì)應(yīng)的曲線溫度高，具體原因是 A曲線起始濃度小，但在0～6s內(nèi)平均反應(yīng)加快，說明其溫度高．

解答 解：（1）高錳酸鉀與雙氧水反應(yīng)，生成氧氣和錳離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；在2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O反應(yīng)，錳元素的化合價(jià)降低，過氧化氫中部分氧元素化合價(jià)降低，所以該反應(yīng)的氧化劑為KMnO₄和H₂O₂，若有9molH₂O₂參加該反應(yīng)，只有7mol是還原劑，所以轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為 14N_A，故答案為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O； KMnO₄、H₂O₂；14N_A；
（2）可選擇過氧化氫的濃度不同，而高錳酸鉀濃度相同，且高錳酸鉀的濃度不宜太大，所以選①②④，故答案為：①②④；
（3）①過氧化氫物質(zhì)的量的變化量為：$\frac{3×0.01×1{0}^{-3}×5}{2}$=7.5×10^-5mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{7.5×1{0}^{-5}}{5×1{0}^{-3}}mol/L}{5s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1，故答案為：3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1；
  ②說明生成的MnSO₄為該反應(yīng)的催化劑，故答案為：MnSO₄為該反應(yīng)的催化劑；
（4）溫度越高反應(yīng)速率越快，單位時(shí)間內(nèi)濃度變化量大，所以A對(duì)應(yīng)的曲線溫度高，具體原因是 A曲線起始濃度小，但在0～6s內(nèi)平均反應(yīng)加快，說明其溫度高，故答案為：A；A曲線起始濃度小，但在0～6s內(nèi)平均反應(yīng)加快，說明其溫度高．

點(diǎn)評(píng) 本題探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，為高頻考點(diǎn)，關(guān)鍵是分析、提取題中數(shù)據(jù)的能力，本題難度適中．