Question

5．某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組開展課題探究：
探究課題Ⅰ．“不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究”，選用4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液在稀硫酸中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變條件如表：

組別	草酸的體積（mL）	溫度/℃	其他物質(zhì)
?①	2mL	20
?②	2mL	20	10滴飽和MnSO4溶液
?③	2mL	30
④	1mL	20	1mL蒸餾水

（1）如果研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)①和②（用 ①～④表示，下同）；如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)①和③．
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，可以研究硫酸的濃度或氫離子濃度對(duì)化 學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)④中加入1mL蒸餾水的目的是確保①和④組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變．
探究課題Ⅱ．該小組查閱資料得知：C₂O₄^2-+MnO₄^-+H⁺→CO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平），欲利用該反應(yīng)測定某草酸鈉（Na₂C₂O₄）樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該小組稱量1.34g草酸鈉樣品溶于稀硫酸中，然后用0.200mol•L^-1的酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定（其中的雜質(zhì)不跟高錳酸鉀和稀硫酸反應(yīng)）．
（1）滴定前是否要滴加指示劑？否（填“是”或“否”），請(qǐng)說明理由KMnO₄溶液呈紫紅色，達(dá)滴定終點(diǎn)紫色不再褪去．       
（2）滴定時(shí)用b（填a或b）滴定管盛裝KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液．
（3）達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了15.00mL的高錳酸鉀溶液，樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）探究反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響，需在其它條件相同，的條件下，對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，從提供的反應(yīng)物的差異解答；
Ⅱ．（1）高錳酸鉀為紫紅色，過程中不需要加指示劑；
（2）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性；
（3）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)錳離子、二氧化碳和水，根據(jù)反應(yīng)計(jì)算．

解答 解：Ⅰ．（1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究反�?yīng)物濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響，需在相同的條件下對(duì)比實(shí)驗(yàn)，同濃度溶液，在相同溫度下進(jìn)行反應(yīng)，①無催化劑，②有催化劑，對(duì)比實(shí)驗(yàn)；如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，需其它條件相同，溫度不同，①有20℃，③中溫度為30℃，能進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，
故答案為：①；②；①；③；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，10%硫酸的體積不同，其它物質(zhì)，④中加入了蒸餾水，說明兩組實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物的濃度不同，所以可通過探究反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，Ⅳ中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，就不能保證，4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液，反應(yīng)物濃度相同，實(shí)驗(yàn)④中加入1mL蒸餾水的目的是保證了KMnO₄溶液與H₂C₂O₄溶液的起始濃度相同，
故答案為：硫酸的濃度或氫離子濃度；確保①和④組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變；
Ⅱ．（1）高錳酸鉀溶液為紫紅色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，再滴入高錳酸鉀溶液時(shí)，紫紅色不再褪去，
故答案為：否；KMnO₄溶液呈紫紅色，達(dá)滴定終點(diǎn)紫色不再褪去；
（2）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，腐蝕橡皮管，應(yīng)用酸式滴定管，
故答案為：b； 
（3）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶于稀硫酸中，然后用酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O． n（KMnO₄）=0.015L×0.200mol•L^-1=3×10^-3mol，根據(jù)方程式可得：
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
2              5
3×10^-3mol     7.5×10^-3mol    
樣品中草酸鈉的質(zhì)量為：m=7.5×10^-3mol×134g/mol=7.5×134×10^-3g，
樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{7.5×134×10-3g}{1.34g}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹��?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率及其影響，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>