Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對化學反應(yīng)速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液。然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。方案如下：

編號	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度℃
	濃度/(mol·L－1)	體積/mL	濃度/(mol·L－1)	體積/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4溶液轉(zhuǎn)化為MnSO4，該反應(yīng)的離子方程式為______________________，每消耗1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移_____mol電子。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)：n(KMnO4)≥________。

（2）探究溫度對化學反應(yīng)速率影響的實驗編號是________(填編號，下同)，可探究反應(yīng)物濃度對化學反應(yīng)速率影響的實驗編號是____________。

（3）實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為40 s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)＝________mol·L－1·s－1。

（4）已知50 ℃時c(MnO4－)～反應(yīng)時間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變，請在坐標圖中，畫出25 ℃時c(MnO4－)～t的變化曲線示意圖。_____________

（5）有同學做實驗時發(fā)現(xiàn)，酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液反應(yīng)開始時，溶液褪色慢，但過了一段時間后溶液褪色明顯加快。針對上述實驗現(xiàn)象，該同學提出以下的猜想。

猜想a：酸性高錳酸鉀與草酸溶液的反應(yīng)放熱，導致溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快。

猜想b：________________________________________。

若用實驗證明你的猜想。除酸性高錳酸鉀溶液，草酸溶液外，還需要選擇的試劑最合理的是__________

A硫酸鉀 B硫酸錳 C二氧化錳 D水

Answer 1

【答案】 2 2.5 ②③ ①② 0.010(或1.0×10－2) Mn2+對該化學反應(yīng)起催化作用 B

【解析】

（1）根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，利用化合價升降相等寫出反應(yīng)的離子方程式；

H2C2O4中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2（4-3）價，所以每消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；

（2）探究溫度對化學反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同；

探究反應(yīng)物濃度對化學反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同；

（3）根據(jù)反應(yīng)方程式及反應(yīng)速率分式計算；

（4）25℃時反應(yīng)速率小于50℃時，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時小，反應(yīng)需要的時間大于50℃條件下需要的時間，據(jù)此畫出曲線示意圖；

（5）①由圖3可知反應(yīng)開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應(yīng)的催化劑；

②與實驗1作對比實驗，則加入的硫酸錳的量不同，其它條件必須相同。

（1）根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，利用化合價升降相等寫出反應(yīng)的化學方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；反應(yīng)的離子方程式為；

H2C2O4中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2（4-3）價，所以每消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c（H2C2O4）：c（KMnO4）≥=2.5；

（2）探究溫度對化學反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿足此條件的實驗編號是：②和③；

探究反應(yīng)物濃度對化學反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實驗編號是①和②；

（3）草酸的物質(zhì)的量為：0.10molL-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010molL-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：=×0.010mol/L，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）==0.010molL-1min-1；

（4）25℃時反應(yīng)速率小于50℃時，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時小，反應(yīng)需要的時間大于50℃條件下需要的時間，據(jù)此畫出25℃時c（MnO4-）～t的變化曲線示意圖為：；

（5）①由圖3可知反應(yīng)開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應(yīng)的催化劑，故答案為：Mn2+對該化學反應(yīng)起催化作用；

②與實驗1作對比實驗，則加入的硫酸錳的量不同，其它條件必須相同，所以加入的少量固體為MnSO4，

答案選B。