Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來(lái)探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	0.01molL﹣1 酸性KMnO4溶液	0.1molL﹣1 H2C2O4溶液	水	某種物質(zhì)	反應(yīng)溫度/℃	反應(yīng)時(shí)間（min）
Ⅰ	2ml	2ml	0	0	20	2.1
Ⅱ	V1ml	2ml	1ml	0	20	5.5
Ⅲ	V2 ml	2ml	0	0	50	0.5
Ⅳ	2ml	2ml	0	少量	20	0.2

請(qǐng)回答：

(1)已知KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)有CO2生成，用化學(xué)程式表示該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：__________________________________________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法是從溶液混合開始記時(shí)，至_________________時(shí)記時(shí)結(jié)束。

(3)V1=_____，V2=_____；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ的目的是______________________________。

(4)利用實(shí)驗(yàn)Ⅲ中數(shù)據(jù)計(jì)算，用KMnO4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為v(KMnO4)＝________。

(5)有同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時(shí)，開始一段時(shí)間反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快。某同學(xué)認(rèn)為是放熱導(dǎo)致溶液溫度升高所致，重做Ⅰ號(hào)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定過(guò)程中溶液不同時(shí)間的溫度，結(jié)果溫度沒有明顯變化。由此你得出的結(jié)論是：

①________不是反應(yīng)速率突然加快的原因；

②可能是反應(yīng)產(chǎn)物有催化作用。Ⅳ號(hào)實(shí)驗(yàn)是為驗(yàn)證你的猜測(cè)，實(shí)驗(yàn)中要加入的少量某種物質(zhì)是___________。

Answer 1

【答案】2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O 紫紅色剛好褪去或混合溶液剛好褪色（或其他合理答案） 1 2 探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響 0.01 mol/(L·min) 溫度 MnSO4固體

【解析】

（1）高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)，反應(yīng)中C的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，KMnO4中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降到+2價(jià)，由得失電子守恒配平寫出化學(xué)方程式。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束的時(shí)間計(jì)時(shí)應(yīng)為反應(yīng)恰好完成時(shí)間，此時(shí)紫紅色剛好褪去或混合溶液剛好褪色。
（3）根據(jù)控制變量分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ的目的是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，

（4）根據(jù)v=計(jì)算用KMnO4溶液表示的平均反應(yīng)速率。

（5）①重做Ⅰ號(hào)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溫度沒有明顯變化，則說(shuō)明溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因；

KMnO4與H2C2O4反應(yīng)生成硫酸錳，錳離子有催化作用。

（1）高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)，反應(yīng)中C的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，KMnO4中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降到+2價(jià)，由得失電子守恒配平化學(xué)方程式為：2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O，

故答案為：2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4 =2MnSO4 + K2SO4 +10CO2↑ +8H2O。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束的時(shí)間計(jì)時(shí)應(yīng)為反應(yīng)恰好完成，此時(shí)紫紅色剛好褪去或混合溶液剛好褪色，

故答案為：紫紅色剛好褪去或混合溶液剛好褪色（或其他合理答案）。
（3）四組實(shí)驗(yàn)中草酸溶液的濃度、體積均相等，為了探究高錳酸鉀酸性溶液濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，可以加蒸餾水來(lái)控制溶液總體積不變，由實(shí)驗(yàn)Ⅰ數(shù)據(jù)可知，總體積為2mL，所以

V1=1mL，V2=2mL；對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ，其他條件都相同，只是溫度不同，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ的目的是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，

故答案為：1；2；探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，2mL 0.01molL﹣1酸性KMnO4溶液與2mL 0.1molL﹣1H2C2O4溶液反應(yīng)，草酸過(guò)量，用KMnO4溶液表示的平均反應(yīng)速率為：v(KMnO4)==0.01 mol/(L·min)。

故答案為：0.01 mol/(L·min)。

（5）①重做Ⅰ號(hào)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果溫度沒有明顯變化，則說(shuō)明溫度不是反應(yīng)速率突然加快的原因；

KMnO4與H2C2O4反應(yīng)生成硫酸錳，錳離子有催化作用，所以實(shí)驗(yàn)中要加入的少量某種物質(zhì)是MnSO4固體，

故答案為：溫度；MnSO4固體。