Question

酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)．某探究小組利用反應(yīng)過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應(yīng)速率的因素．
I．實驗前首先用濃度為0．l000mol?L^-1酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸．
（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）有關(guān)物質(zhì)的量濃度溶液配制的下列說法中正確的是

 

．
A．把15.8gKMnO₄溶于1L水中所得溶液物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L．
B．把0.01molKMnO₄投入l00mL容量瓶中加水至刻度線，充分振蕩后，濃度為0.1mol/L．
C．需要90mL0.1mol/L的KMnO₄溶液，應(yīng)準(zhǔn)確稱量固體1.58g
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏高
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(jìn)行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8.00mL）．

實驗編號	溫度（℃）	催化劑 用量（g）	酸性高錳酸鉀
			體積 （mL）	濃度 （mol?L-1）
1	25	0.5	4.00	0.1000
2	50	0.5	4.00	0.1000
3	25	0.5	4.00	0.0100
4	25	0	4.00	0.1000

（3）寫出表中實驗1和實驗2的實驗?zāi)康?div id="bzrgfye" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（4）該小組同學(xué)對實驗1和實驗3分別進(jìn)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(dāng)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(yīng)速率就越快”的結(jié)論．甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對速率影響”的實驗方案設(shè)計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結(jié)論，甲同學(xué)改進(jìn)了實驗方案，請簡述甲同學(xué)改進(jìn)的實驗方案

 

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

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)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）A．15.8gKMnO₄物質(zhì)的量為0.1mol，溶于1L水中所得溶液的體積大于1L；
B．固體應(yīng)先在燒杯中溶解，然后轉(zhuǎn)移入容量瓶；
C．需要90mL的溶液，因為沒有90mL容量瓶，故需要100mL容量瓶，經(jīng)計算得知：配制0.1mol/L的KMnO₄溶液，應(yīng)準(zhǔn)確稱量固體1.58g；
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏低；
（3）Ⅱ?qū)嶒?、2反應(yīng)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(yīng)速率的影響；
（4）高錳酸鉀的物質(zhì)的量相同，濃度不同的草酸溶液，可以探究反應(yīng)物濃度對該反應(yīng)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：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)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(yīng)比例為 5：2，故反應(yīng)的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）A．15.8gKMnO₄物質(zhì)的量為0.1mol，溶于1L水中所得溶液的體積大于1L，故A錯誤；
B．固體應(yīng)先在燒杯中溶解，然后轉(zhuǎn)移入容量瓶，不能在容量瓶中溶解，故B錯誤；
C．需要90mL的溶液，因為沒有90mL容量瓶，故需要100mL容量瓶，經(jīng)計算得知：配制0.1mol/L的KMnO₄溶液，應(yīng)準(zhǔn)確稱量固體1.58g，故C正確；
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏低，故D錯誤，
故選C；
（3）Ⅱ?qū)嶒?、2反應(yīng)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(yīng)速率的影響；
故答案為；探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響；
（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(yīng)速率的關(guān)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，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(yīng)，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(yīng)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(yīng)速率的影響、濃度隨時間變化的曲線，題目難度中等，試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．