Question

酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應．某探究小組利用反應過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應速率的因素．
Ⅰ．實驗前首先用濃度為0.1000mol?L^-1酸性KMnO₄標準溶液滴定未知濃度的草酸．
（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應的化學方程式為

 

．
（2）滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是

 

．

（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的草酸溶液濃度

 

（填“偏高”、“偏低”、或“不變”）．
Ⅱ．通過滴定實驗得到草酸溶液的濃度為0.2000mol?L^-1．用該草酸溶液按下表進行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8mL）．

實驗編號	溫度（℃）	催化劑 用量（g）	酸性高錳酸鉀溶液		實驗目的 a．實驗1和2探究   ；   b．實驗1和3探究反應物濃度對該反應速率的影響；   c．實驗1和4探究催化劑對該反應速率的影響．
			體積 （mL）	濃度 （mol?L-1）
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（3）寫出表中a 對應的實驗目的

 

；若50℃時，草酸濃度c（H₂C₂O₄）隨反應時間t的變化曲線如圖所示，保持其他條件不變，請在圖中畫出25℃時c（H₂C₂O₄）隨t的變化曲線示意圖．

（4）該小組同學對實驗1和3分別進行了三次實驗，測得以下實驗數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計時）：

實驗編號	溶液褪色所需時間（min）
	第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當其它條件相同時，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時間就越短，即反應速率就越快”的結論．甲同學認為該小組“探究反應物濃度對速率影響”的實驗方案設計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結論，請簡述甲同學改進的實驗方案

 

．
（5）該實驗中使用的催化劑應選擇MnSO₄而不是MnCl₂，原因可用離子方程式表示為

 

．

Answer 1

考點：探究溫度、壓強對化學反應速率的影響,測定某些化學反應的速率

專題：實驗設計題,化學反應速率專題

分析：Ⅰ（1）高錳酸鉀具有強氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；
（2）根據(jù)滴定管的使用規(guī)則判斷；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使高錳酸鉀溶液的體積偏大；
Ⅱ實驗1、2只有溫度不同，其他用量完全相同；
（3）根據(jù)溫度降低反應速率減小畫出25℃時c（C₂O₄^2-）～t的變化曲線示意圖；
（4）高錳酸鉀的物質的量相同，濃度不同的草酸溶液，可以探究反應物濃度對該反應速率的影響；
（5）酸性條件下，高錳酸根離子能將氯離子氧化成氯氣．

解答： 解：Ⅰ（1）高錳酸鉀具有強氧化性，把草酸中的C從+3價氧化成+4價的二氧化碳，Mn元素從+7價變化到+2價的錳離子，由于草酸分子中有2個C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應比例為 5：2，故反應的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）根據(jù)滴定管的使用規(guī)則，滴定時，左手包住滴定管的活塞控制液滴的滴出，防止活塞被意外打開，即如圖A所示操作；
故答案為：A；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使高錳酸鉀溶液的體積偏大，使得測得的草酸的物質的量偏大，溶液濃度偏高；
故答案為：偏高；
Ⅱ實驗1、2反應物用量完全相同，只有溫度不同，目的就在于探究溫度不同對反應速率的影響；
故答案為；探究溫度不同對反應速率的影響
（3）25℃時反應速率小于50℃時，所以草酸根離子的濃度變化比50℃時小，反應需要的時間大于50℃條件下需要的時間，據(jù)此畫出25℃時c（C₂O₄^2-）～t的變化曲線示意圖為：，故答案為：；

（4）因根據(jù)表格中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應速率的關系，需滿足高錳酸鉀的物質的量相同，濃度不同的草酸溶液，
故答案為：其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應，測量溶液褪色時間；
（5）酸性條件下，高錳酸根離子能將氯離子氧化成氯氣，自身被還原成二價錳離子，反應方程式為2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．

點評：本題考查了探究溫度、濃度對反應速率的影響、濃度歲時間變化的曲線，題目難度中等，試題側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．