Question

14．草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生反應(yīng)：MnO₄^-+H₂C₂O₄+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）．甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別利用酸性KMnO₄溶液和H₂C₂O₄溶液的反應(yīng)來研究外界因素對(duì)反應(yīng)速率的影響．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
甲組方案：通過測(cè)定生成CO₂氣體體積的方法來比較反應(yīng)速率的大�。畬�(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，25℃時(shí)將裝置中的A溶液一次性加入B溶液（均已加入等量硫酸酸化）中．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	A溶液	B溶液
①	2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液	4mL0.0l mol/L酸性KMnO4溶液
②	2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液	4mL0.0l mol/L酸性KMnO4溶液

（1）該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5．
（2）該實(shí)驗(yàn)探究的是H₂C₂O₄的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．實(shí)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪�欠缺的儀器：秒表．比較①、②兩組化學(xué)反應(yīng)速率大小的方法是測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集到的氣體體積（或者測(cè)定收集相同體積氣體所用的時(shí)間．
乙組方案：用4mL0.0l mol/L酸性KMnO₄溶液與2mL 0.01mol/LH₂C₂O₄溶液，研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．具體實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	10%硫酸的體積/mL	溫度/℃	其他物質(zhì)
Ⅰ	2	20	-
Ⅱ	2	20	少量MnSO4粉末
Ⅲ	2	30	-
Ⅳ	1	20	1mL蒸餾水

（3）若要研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ（填序號(hào)，下同）；若要研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ．
（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)Ⅳ，可以研究硫酸的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入1mL蒸餾水的目的是確保兩組實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變和總體積不變．

Answer 1

分析 （1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高；
（2）研究H₂C₂O₄的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證酸性KMnO₄溶液體積、濃度相同；測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集到的氣體體積來比較反應(yīng)速率大��；
（3）研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證溫度、濃度相同；研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證濃度、不使用催化劑相同；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ，硫酸的濃度不同，少量蒸餾水，溶液的體積相同．

解答 解：（1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高，MnO₄^-為氧化劑，H₂C₂O₄為還原劑，物質(zhì)的量之比為2：5，
故答案為：2：5；
（2）酸性KMnO₄溶液體積、濃度相同，但H₂C₂O₄的濃度不同，故探究H₂C₂O₄的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；通過測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集到的氣體體積來比較反應(yīng)速率大小，故還要用到秒表，
故答案為：H₂C₂O₄的濃度；秒表；測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集到的氣體體積（或者測(cè)定收集相同體積氣體所用的時(shí)間；
（3）研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證溫度、濃度相同，則選實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ；研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證濃度、不使用催化劑相同，則選實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ，
故答案為：Ⅰ、Ⅱ；Ⅰ、Ⅲ；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ，硫酸的濃度不同，可研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，加少量蒸餾水確保兩實(shí)驗(yàn)中總體積相等，可使Ⅰ和Ⅳ中硫酸濃度不同，
故答案為：確保兩組實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變和總體積不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)及影響反應(yīng)速率的因素，注意控制變量法研究影響因素，把握表格中的數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用，題目難度不大．