Question

【題目】(一)某研究性學(xué)習(xí)小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反應(yīng)探究“外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	實(shí)驗(yàn) 溫度/K	有關(guān)物質(zhì)					溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間/s
		酸性KMnO4溶液		H2C2O4溶液		H2O
		V/mL	c/ mol·L-1	V mL	c/ mol·L-1	V/mL
A	293	2	0.02	4	0.1	0	t1
B	T1	2	0.02	3	0.1	V1	8
C	313	2	0.02	V2	0.1	1	t2

(1)寫(xiě)出草酸與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式____________。

(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)A、B，可探究出________(填外部因素)的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其中V1=_______、T1=______/span>；通過(guò)實(shí)驗(yàn)______(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))可探究出溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其中V2=_____。

(3)忽略溶液體積的變化，利用實(shí)驗(yàn)B中數(shù)據(jù)計(jì)算，0－8s內(nèi)，用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(KMnO4)＝____mol·L－1·min－1。

(二)為分析Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(三支試管中均盛有10 mL 5% H2O2)：

(1)上表試管Ⅰ中應(yīng)添加的試劑為5滴____________。

(2)結(jié)論是_________，實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是__________。

Answer 1

【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O 濃度 1 293 BC 3 0.05mol·L-1· min-1 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2的分解均有催化作用，且Fe3＋比Cu2＋催化效果好 對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明Cl－對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用

【解析】

(一) (1)KMnO4與草酸在酸性條件發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Mn2+、CO2、H2O，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式；

(2)A、B應(yīng)控制溫度相同，探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，B、C溫度不同可探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，研究某種因素對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，需要保證氣體條件相同；

(3)結(jié)合v=計(jì)算z反應(yīng)速率；

(二)要對(duì)比Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，試管II是CuCl2，則試管I應(yīng)該為FeCl3溶液，還必須排除溶液中的陰離子是否有催化作用，試管Ⅲ就很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。

(一) (1)KMnO4與草酸在酸性條件發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生Mn2+、CO2、H2O，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O；

(2)實(shí)驗(yàn)A、B，滴加H2C2O4溶液的體積不等，故實(shí)驗(yàn)A、B可探究出H2C2O4濃度的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響；據(jù)實(shí)驗(yàn)A可知，保證溶液的總體積為6mL，B中H2C2O4溶液3mL，故需加水的體積V(H2O)=6mL-2mL-3mL=1mL；

A、B研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，需要溫度相同，故T1=293；

B、C溫度不同，要探究出溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其余條件相同，則V2=6mL-2mL-1mL=3mL；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)B中數(shù)據(jù)可知，高錳酸鉀完全反應(yīng)需要的時(shí)間為8s，高錳酸鉀的物質(zhì)的量n(KMnO4)=0.02mol/L×0.002L=0.00004mol，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度c(KMnO4)==×10-3mol/L，則用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(KMnO4)==8.3×10-4mol/(Ls)= 0.05mol/(L· min)；

(二)試管Ⅰ、試管Ⅱ是為驗(yàn)證Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，所用試劑的濃度、用量要完全一樣，試管Ⅱ是是CuCl2，則試管I應(yīng)該為FeCl3溶液，是5滴FeCl3溶液，試管Ⅲ無(wú)氣泡產(chǎn)生，試管Ⅲ是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明Cl-對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用，試管I產(chǎn)生氣泡快，多，試管II產(chǎn)生的氣泡少，慢，從而得到Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好的結(jié)論，證明Cl-對(duì)H2O2的分解沒(méi)有催化作用。