Question

4．化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，弄清實驗原理和細致觀察實驗現(xiàn)象是一種重要的能力．
Ⅰ．某同學利用1mol/L KI溶液、0.1mol/L H₂SO₄溶液和淀粉溶液探究溶液出現(xiàn)藍色的時間與溫度的關(guān)系．
（1）用離子方程式解釋實驗原理4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O
（2）實驗時，試劑加入順序為①KI溶液、②淀粉溶液、③稀H₂SO₄溶液，試解釋②③的順序為何不能顛倒若②③順序顛倒，則I₂生成后不能立刻被檢測到（溶液變藍）．
Ⅱ．某化學小組發(fā)現(xiàn)草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，溶液褪色總是先慢后快，為了探究其主要原因，進行了如下實驗：
【實驗原理】5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
【探究記錄及分析】

實驗 編號	燒杯中所加試劑及用量（mL）				控制條件	溶液褪色時間（s）
	0.10mol/L H2C2O4溶液	等濃度 KMnO4溶液	H2O	0.50mol/L 稀硫酸
①	30	20	30	20		18
②	30	20	30	20	溫度65℃	13
③	30	20	30	20	少量MnSO4固體	3.6
④	30	20	x	20	5mL 10mol/L K2SO4溶液	18

（1）該實驗采用了單一變量法，其中，實驗①④對比是為了探究K⁺是否對反應(yīng)速率有影響，實驗①②對比是為了探究溫度是否對反應(yīng)速率有影響．
（2）x=25
（3）不能（填“能”、“不能”）用MnCl₂固體代替MnSO₄固體．
【探究結(jié)論】
（4）該小組同學根據(jù)經(jīng)驗繪制了n（Mn²⁺） 隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示．但隨后查閱已有的文獻資料發(fā)現(xiàn)，該實驗過程中n（Mn²⁺） 隨時間變化的趨勢應(yīng)如圖2所示．

結(jié)合文獻資料與實驗得出：草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，溶液褪色先慢后快的主要原因是草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，生成的MnSO₄（Mn²⁺）對該反應(yīng)有催化作用．

Answer 1

分析 I．（1）碘離子具有較強還原性，容易被氧氣氧化成碘單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（2）②③的順序若顛倒，無法及時測定出碘單質(zhì)是否生成；
II．（1）實驗①②中，除溫度以外，其它條件都完全相同，則探究的是溫度對反應(yīng)速率的影響；
（2）實驗①④對比是為了探究K⁺是否對反應(yīng)速率有影響，則溶液總體積必須完全相同；
（3）酸性條件下氯離子能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化成氯氣；
（4）根據(jù)圖2可知，反應(yīng)中生成的MnSO₄（Mn²⁺）對該反應(yīng)有催化作用．

解答 解：I．（1）碘離子在酸性條件下能夠被氧氣氧化成碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O，
故答案為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；  
（2）由于②③順序顛倒，生成的I₂不能立刻被檢測到，所以②淀粉溶液、③稀H₂SO₄溶液的順序不能顛倒，
故答案為：若②③順序顛倒，則I₂生成后不能立刻被檢測到（溶液變藍）；
II．（1）除溫度不同外，實驗①②的其它條件都完全相同，且反應(yīng)速率不相等，說明實驗?zāi)康氖翘骄繙囟仁欠駥Ψ磻?yīng)速率有影響，
故答案為：探究溫度是否對反應(yīng)速率有影響；
（2）實驗①④對比是為了探究K⁺是否對反應(yīng)速率有影響，必須滿足兩個實驗的總體積相等，實驗④中加入了5mL硫酸鉀溶液，則加入的水的體積必須比實驗①小5mL，則x=30-5-25，
故答案為：25； 
（3）由于在酸性條件下氯離子能夠被酸性高錳酸鉀溶液氧化成氯氣，所以不能用MnCl₂固體代替MnSO₄固體，
故答案為：不能；
（4）根據(jù)圖1可知，反應(yīng)過程中溶液中錳離子濃度逐漸增大，根據(jù)圖2可知，錳離子濃度對反應(yīng)速率有影響，所以草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，溶液褪色先慢后快的主要原因是：反應(yīng)生成的MnSO₄（Mn²⁺）對該反應(yīng)有催化作用，
故答案為：草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時，生成的MnSO₄（Mn²⁺）對該反應(yīng)有催化作用．

點評 本題考查了探究影響化學反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，明確溫度、催化劑、濃度等因素對化學反應(yīng)速率的影響為解答關(guān)鍵，注意掌握對照試驗的設(shè)計原則，試題培養(yǎng)了學生的分析、歸納能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>