Question

【題目】某探究小組用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)中溶液紫色消失快慢的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)溫度可選擇298 K、323 K。每次實(shí)驗(yàn)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(yīng)的離子方程式：

（2）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表：完成④的實(shí)驗(yàn)條件，并將實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整。

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	T/K	催化劑的用量 / g	酸性KMnO4溶液的濃度／molL-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
①	298	0.5	0.010	a. 實(shí)驗(yàn)①和②探究酸性KMnO4溶液的濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； b.實(shí)驗(yàn)①和③探究 對(duì)反應(yīng)速率的影響 c. 實(shí)驗(yàn)①和④探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響。
②	298	0.5	0.001
③	323	0.5	0.010
④

（3）該反應(yīng)的催化劑選擇MnCl2還是MnSO4 ，簡(jiǎn)述選擇的理由 。

（4）某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)①和②分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得以下數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溶液褪色所需時(shí)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(shí)驗(yàn)②中用KMnO4的濃度變化來表示的平均反應(yīng)速率為 （忽略混合前后溶液的體積變化）。

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

C、某同學(xué)認(rèn)為不用經(jīng)過計(jì)算，直接根據(jù)褪色時(shí)間的長短就可以判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系，你認(rèn)為應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 。

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(huì)和Cl-反應(yīng)，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(yīng)（2分）

【解析】

試題分析：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把草酸中的C從+3價(jià)氧化成+4價(jià)的二氧化碳，Mn元素從+7價(jià)變化到+2價(jià)的錳離子，由于草酸分子中有2個(gè)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↑+8H2；

（2）實(shí)驗(yàn)①和③中溫度不同，探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)①和④探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，所以實(shí)驗(yàn)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(huì)和Cl-反應(yīng)，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(shí)驗(yàn)②中褪色需要時(shí)間的平均值為5min，則用KMnO4的濃度變化來表示的平均反應(yīng)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(yīng)的時(shí)間卻比其反應(yīng)時(shí)間的二倍左右，由反應(yīng)速率計(jì)算公式（v=△c/△t）可得出，此實(shí)驗(yàn)條件下KMnO4酸性溶液的濃度越大反應(yīng)速率越快，因此結(jié)論錯(cuò)誤；

③因根據(jù)直接看表中的褪色時(shí)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，所以實(shí)驗(yàn)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(yīng)。