Question

【題目】某探究小組用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應中溶液紫色消失快慢的方法，研究影響反應速率的因素。實驗條件作如下限定：所用酸性KMnO4溶液的濃度可選擇0.010 molL-1、0.0010 molL-1， 催化劑的用量可選擇0.5 g、0 g，實驗溫度可選擇298 K、323 K。每次實驗KMnO4酸性溶液的用量均為4 mL、H2C2O4溶液（0.10 molL-1）的用量均為4 mL。

（1）寫出反應的離子方程式：

（2）請完成以下實驗設計表：完成④的實驗條件，并將實驗目的補充完整。

實驗 編號	T/K	催化劑的用量 / g	酸性KMnO4溶液的濃度／molL-1	實驗目的
①	298	0.5	0.010	a. 實驗①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對該反應速率的影響； b.實驗①和③探究 對反應速率的影響 c. 實驗①和④探究催化劑對反應速率的影響。
②	298	0.5	0.001
③	323	0.5	0.010
④

（3）該反應的催化劑選擇MnCl2還是MnSO4 ，簡述選擇的理由 。

（4）某同學對實驗①和②分別進行了三次實驗，測得以下數(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 t / min
	第1次	第2次[	第3次
①	12.8	13.0	11.0
②	4.9	5.1	5.0

a、實驗②中用KMnO4的濃度變化來表示的平均反應速率為 （忽略混合前后溶液的體積變化）。

b、該同學分析上述數(shù)據(jù)后得出“當其他條件相同的情況下，酸性KMnO4溶液濃度越小，所需時間就越短，亦即其反應速率越快”的結論，你認為是否正確 （填“是”或“否”）。

C、某同學認為不用經(jīng)過計算，直接根據(jù)褪色時間的長短就可以判斷濃度大小與反應速率的關系，你認為應該如何設計實驗 。

Answer 1

【答案】（1）2MnO4-+5H2C2O4+6H+＝2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O（2分）

（2）298；00.010溫度（各1分，共4分）

（3）MnSO4（1分）如果選擇MnCl2，則酸性高錳酸鉀會和Cl-反應，而且引入Cl-無法證明是Mn2+起了催化作用（2分）（4）①1×10-4mol·L-1·min-1（2分）②否（1分）③取過量的相同體積、濃度不同的草酸溶液，分別與體積相同、濃度相同的酸性高錳酸鉀溶液反應（2分）

【解析】

試題分析：（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↑+8H2；

（2）實驗①和③中溫度不同，探究的是溫度對反應速率的影響；實驗①和④探究催化劑對反應速率的影響，所以實驗④中除了催化劑以外其余均相同。

（3）由于如果選擇MnCl2，則酸性高錳酸鉀會和Cl-反應，而且引入Cl-無法證明是Mn2+起了催化作用，因此需要選擇硫酸錳。

（4）①實驗②中褪色需要時間的平均值為5min，則用KMnO4的濃度變化來表示的平均反應速率為＝1×10-4 mol·L-1·min-1；

②從表中數(shù)據(jù)可知，相同體積的0.01mol/LKMnO4酸性溶液是0.001mol/LKMnO4酸性溶液10倍，但反應的時間卻比其反應時間的二倍左右，由反應速率計算公式（v=△c/△t）可得出，此實驗條件下KMnO4酸性溶液的濃度越大反應速率越快，因此結論錯誤；

③因根據(jù)直接看表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(zhì)的量相同，濃度不同的草酸溶液，所以實驗方案為取過量的相同體積、濃度不同的草酸溶液，分別與體積相同、濃度相同的酸性高錳酸鉀溶液反應。