Question

I．某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組為了探究草酸（H₂C₂O₄）的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計了如下實驗：
小組成員在做草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)實驗時發(fā)現(xiàn)，溶液褪色先慢后快．
（1）上述H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程為

 

．H₂C₂O₄的電離方程式為

 

（2）為了探究此反應(yīng)速率由小變大的原因，甲同學(xué)做了如下實驗（表中“一”表示未加入該試劑）．

實驗 編號	反應(yīng)溫度 （利用水浴加熱）	稀硫酸 溶液	MnSO4固體	0.10mol/L KMnO4溶液	褪色 時間
1	750C	一	一	1mL	100s
2	750C	10滴	一	1mL	40s
3	750C	10滴	加入少許	1mL	3s

甲同學(xué)由此能夠得出結(jié)論：

 

II．乙同學(xué)查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”，決定用實驗驗證這一事實并檢測草酸鹽含量．進(jìn)一步查閱資料得知，草酸（H₂C₂O₄）是酸性強于醋酸的二元弱酸，對應(yīng)的鈣鹽（CaC₂O₄）不溶于醋酸，能溶于強酸．
（1）欲準(zhǔn)確測定菠菜中草酸鹽含量，回答有關(guān)問題：
①操作：取m g菠菜樣品，將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為 CaC₂O₄沉淀分離出來，用鹽酸溶解后，溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中加水配制成100mL溶液．每次移取25.00mL該溶液，用0.0100mol?L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定實驗重復(fù)操作2-3次．平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL．
②計算：菠菜中草酸鹽（以C₂O₄^2-計）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（只列式不計算，已知：C₂O₄^2-的摩爾質(zhì)量為88g?mol^-1）
③討論：用標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液結(jié)果可能偏高，原因是

 

．
Ⅲ另一小組通過測定鋅和不同濃度的稀硫酸反應(yīng)來探究濃度對反應(yīng)速率的影響（4mol/l稀硫酸，1mol/l稀硫酸，Zn粒）．
所用裝置如圖：（1）如何檢查該裝置的氣密性

 

（2）該實驗除保證氣密性良好外，還需注意：

 

，

 

（3）該小組同學(xué)所用實驗時間相同，通過測定

 

來證明4mol/l稀硫酸反應(yīng)速率快
Ⅳ．第四組完成溫度對反應(yīng)速度率的影響實驗選擇的藥品為稀硫酸和硫代硫酸鈉反應(yīng)的方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ、（1）高錳酸鉀溶液具有氧化性能氧化草酸為二氧化碳，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；依據(jù)草酸二元弱酸及分布電離書寫；
（2）分析圖表數(shù)據(jù)，隨著草酸溶液與高錳酸鉀溶液反應(yīng)的進(jìn)行，生成了Mn²⁺，Mn²⁺作為該反應(yīng)的催化劑，加入少許硫酸錳可加快化學(xué)反應(yīng)速率；
Ⅱ、（1）②依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式定量關(guān)系計算；
③高錳酸鉀具有強氧化性，菠菜中可能含有奇談還原性物質(zhì)；
Ⅲ（1）使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段；
（2）探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則要求其他因素要一樣，所以所取的鋅粒要基本一樣，分液漏斗放硫酸的速率也要基本一樣；
（3）根據(jù)V=

△c

△t

，所用實驗時間相同，則測定生成的氫氣的量來證明4mol/l稀硫酸反應(yīng)速率快；
Ⅳ．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸的反應(yīng)方程式為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O．

解答： 解：I．（1）高錳酸鉀溶液具有氧化性能氧化草酸為二氧化碳，依據(jù)原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，草酸二元弱酸且弱酸分布電離，所以電離方程式為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+6H⁺，故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺；
（2）圖表中高錳酸鉀溶液加熱褪色時間較長，加入稀硫酸褪色時間縮短說明生成的錳離子對分解起了催化作用，加入少許硫酸錳速率增大較快，反應(yīng)需要的時間縮短，
故答案為：隨著草酸溶液與高錳酸鉀溶液反應(yīng)的進(jìn)行，生成了Mn²⁺，Mn²⁺作為該反應(yīng)的催化劑，可加快化學(xué)反應(yīng)速率；
II．（1）②取m g菠菜樣品，將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為 CaC₂O₄ 沉淀分離出來，用鹽酸溶解后，溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中加水配制成100mL溶液．每次移取25.00mL該溶液，用0.0100mol?L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定實驗重復(fù)操作2-3次．平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，依據(jù)反應(yīng)的離子方程式計算草酸物質(zhì)的量為x：
    5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
     5        2
     x      0.0100mol/L×v×10^-3L
故答案為：

0.0100×10 -3×5×100×88×V

2×25.00×m

×100%；  
③用標(biāo)準(zhǔn)KMnO₄溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液中可能含有其他還原性物質(zhì)會消耗高錳酸鉀，導(dǎo)致結(jié)果可能偏高，
故答案為：菠菜中還含有其他還原性物質(zhì)，能與KMnO₄反應(yīng)；
Ⅲ（1）使裝置內(nèi)外形成氣壓差是氣密性檢查的常用手段，檢查該裝置的氣密性可關(guān)閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內(nèi)管一段距離后松手，若內(nèi)管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，向外拉注射器的內(nèi)管一段距離后松手，若內(nèi)管能回到開始位置，證明氣密性好，若不能則說明氣密性不好；
（2）探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則要求其他因素要一樣，所以所取的鋅粒要基本一樣，分液漏斗放硫酸的速率也要基本一樣，故答案為：鋅粒要基本一樣；分液漏斗放硫酸的速率也要基本一樣；
（3）根據(jù)V=

△c

△t

，所用實驗時間相同，則測定生成的氫氣的量來證明4mol/l稀硫酸反應(yīng)速率快，故答案為：生成的氫氣的量；
Ⅳ．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸的反應(yīng)方程式為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O，故答案為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計和實驗分析判斷，定量測定實驗的設(shè)計和計算應(yīng)用，掌握實驗基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．