Question

（16分）草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)時(shí)，溶液褪色總是先慢后快，某學(xué)習(xí)小組探究反應(yīng)過(guò)程中使褪色加快的主要原因，過(guò)程如下:

【查閱資料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應(yīng)歷程為：

【提出假設(shè)】假設(shè)1: 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

假設(shè)2:反應(yīng)生成的Mn2＋對(duì)該反應(yīng)有催化作用

假設(shè)3: K+對(duì)該反應(yīng)有催化作用

該小組同學(xué)未提出濃度使反應(yīng)速率加快的假設(shè)，原因是

【設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)】

（1）稱取 g草酸晶體（H2C2O4·2H2O），配置500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液。

① 在上述過(guò)程中必須用到的2種定量?jī)x器是托盤(pán)天平和 。

② 下列操作會(huì)使所配溶液濃度偏低的是 (填下列選項(xiàng)的字母序號(hào)）。

A．稱取草酸晶體時(shí)，將草酸晶體放在托盤(pán)天平右盤(pán)

B．定容時(shí)俯視刻度線

C．將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水

D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容

（2）完成探究，記錄數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	燒杯中所加試劑及用量（mL）	控制條件	溶液褪 色時(shí)間 (s)
0.10mol/L H2C2O4溶液	等濃度 KMnO4溶液	H2O	0.50mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制溫度65℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固體	3.6
4	30	20	x	20	加入5mL 0.10mol/L K2SO4溶液	18

則x = ，假設(shè) 成立

（3）由于KMnO4能氧化水中有機(jī)物等因素，配制好穩(wěn)定的KMnO4溶液，其濃度需標(biāo)定。取10.00 mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于錐形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定至錐形瓶中恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色，記錄數(shù)據(jù)，平行三次實(shí)驗(yàn)，平均消耗KMnO4溶液40.00 mL，

則草酸溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為： 。

上述實(shí)驗(yàn)中KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

Answer 1

（16分）

【提出假設(shè)】 隨反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢 （2分）

【設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)】（1）6.3g（2分） 500ml容量瓶（2分） A、D （2分）

（2）25ml（2分） 2（1分）

（3）5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2＋2Mn2＋＋8H2O（2分） 0.010mol/L（3分）

【解析】

試題分析：【提出假設(shè)】該小組同學(xué)未提出濃度使反應(yīng)速率加快的假設(shè)，原因是反應(yīng)開(kāi)始時(shí)物質(zhì)的濃度大，隨反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率也應(yīng)該減慢，因此不可能是濃度對(duì)速率的影響；

【設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)】；（1）n(H2C2O)= 0.5L ×0.10mol/L=0.05mol,所以m(H2C2O4·2H2O)= 0.05mol×126g/mol=6.3g,因此要稱取6.3g草酸晶體（H2C2O4·2H2O），來(lái)配制500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液。① 因?yàn)橐�稱量6.3g固體物質(zhì)，要配制500mL溶液，在上述過(guò)程中必須用到的2種定量?jī)x器是托盤(pán)天平和500ml容量瓶；② A．稱取草酸晶體時(shí)，將草酸晶體放在托盤(pán)天平右盤(pán)，則藥品的質(zhì)量偏少，溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏少，因此使溶液的濃度偏低，正確；B．定容時(shí)俯視刻度線，則溶液的體積偏小，是溶液的濃度偏高，錯(cuò)誤；C．將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水，不會(huì)引起溶液濃度的變化，錯(cuò)誤；D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容，則溶液的體積偏大，是所配溶液的濃度偏低，正確；（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：4與3不同之處就是4中含有一定量的K2SO4溶液，其它都應(yīng)該相同，忽略溶液的體積變化，則x應(yīng)該是加入25ml的水；根據(jù)1、2可知溫度對(duì)溶液的褪色時(shí)間影響并不大，說(shuō)明假設(shè)1，不成立；根據(jù)1、3可知當(dāng)溶液中含有少量的Mn2＋時(shí)反應(yīng)速率大大加快，說(shuō)明Mn2＋對(duì)該反應(yīng)影響大，是反應(yīng)的催化劑，假設(shè)2成立；根據(jù)1、4比較可知K+對(duì)該反應(yīng)無(wú)影響，假設(shè)3錯(cuò)誤。（3）草酸溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2＋2Mn2＋＋8H2O；n(H2C2O4)= 0.01L× 0.10mol/L=0.001mol,則根據(jù)方程式中物質(zhì)之間的關(guān)系可知n(MnO4－)=2/5 n(H2C2O4)=0.0004mol,所以c(MnO4－)= n(MnO4－)÷V=0.0004mol÷0.04L=0.010mol/L.

考點(diǎn)：考查物質(zhì)的量濃度的溶液的配制的儀器的使用、誤差分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、滴定法在物質(zhì)濃度的計(jì)算中的應(yīng)用的知識(shí)。