Question

3．某研究性學(xué)習(xí)小組為研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計(jì)如下方案：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1H2C2O4溶液	水	1mol•L-1MnSO4溶液	反應(yīng)溫度/℃	反應(yīng)時(shí)間
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	125
Ⅱ	2mL	1mL	1mL	0	20	320
Ⅲ	2mL	2mL	mL	0	50	30
Ⅳ	2mL	2mL	0	2滴	20	10

已知：反應(yīng)的方程式（未配平）：KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄-K₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
（1）實(shí)驗(yàn)記時(shí)方法是從溶液混合開(kāi)始記時(shí)，至紫紅色剛好褪去時(shí)記時(shí)結(jié)束．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響．請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊牒侠淼膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（3）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ研究催化劑對(duì)反應(yīng)的影響．
（4）利用反應(yīng)6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O構(gòu)成原電池，能消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，裝置如圖所示．

①電極a為負(fù)極，其電極反應(yīng)式為2NH₃-6e^-+60H^-=N₂+6H₂O．
②當(dāng)有2.24L NO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.4mol．
③為使電池持續(xù)放電，該離子交換膜需選用陰離子交換膜．

Answer 1

分析 （1）溶液混合后顯示紫紅色，當(dāng)紫紅色褪去后計(jì)時(shí)結(jié)束；
（2）實(shí)驗(yàn)I和II研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)I和III研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；
（3）MnSO₄溶液為催化劑；
（4）由反應(yīng)6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O可知，反應(yīng)中NO₂為氧化劑，NH₃為還原劑，則A為負(fù)極，B為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液呈堿性解答．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法是從溶液混合開(kāi)始記時(shí)，到紫紅色剛好褪去計(jì)時(shí)結(jié)束，故答案為：紫紅色剛好褪去；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，選擇合理數(shù)據(jù)：高錳酸鉀作為指示劑，濃度不變，都是2mL；實(shí)驗(yàn)I和II研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，草酸體積為1mL；實(shí)驗(yàn)I和III研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，濃度全部相同，
故答案為：

II	2	1
III	2	2	0

（3）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，MnSO₄溶液在反應(yīng)中為催化劑，故答案為：催化劑；
（4）①由反應(yīng)6NO₂+8NH₃═7N₂+12H₂O可知，反應(yīng)中NO₂為氧化劑，NH₃為還原劑，則a為負(fù)極，b為正極，負(fù)極電極方程式為2NH₃-6e^-+60H^-=N₂+6H₂O，
故答案為：負(fù)；2NH₃-6e^-+60H^-=N₂+6H₂O；
②當(dāng)有2.24L NO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即0.1mol 被處理時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×（4-0）=0.4mol，故答案為：0.4；
③原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，為使電池持續(xù)放電，離子交換膜需選用陰離子交換膜，防止二氧化氮反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，導(dǎo)致原電池不能正常工作，
故答案為：陰離子．

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、電解池反應(yīng)原理等，需要認(rèn)真分析題中信息，得出合理結(jié)論，本題難度中等．