Question

草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時(shí)，溶液褪色總是先慢后快。某學(xué)習(xí)小組結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理提出猜想與假設(shè)，并設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：在2支試管中分別加入5 mL等濃度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支試管中先加入少量MnSO₄固體再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。記錄溶液褪色時(shí)間，如表1：

試  管	未加MnSO4的試管	加有MnSO4的試管
褪色時(shí)間	30 s	2 s

［表1］

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：另取2支試管分別加入5 mL等濃度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支試管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。記錄溶液褪色時(shí)間，如表2：

試  管	未滴加稀硫酸的試管	滴加了稀硫酸的試管
褪色時(shí)間	100 s	90 s

［表2］

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：另取3支試管分別加入5 mL等濃度H₂C₂O₄溶液，然后在試管中先分別加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液，然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。記錄溶液褪色時(shí)間，如表3：

試  管	滴入10滴稀硫酸的試管	加入1 mL稀硫酸的試管	加入2 mL稀硫酸的試管
褪色時(shí)間	70 s	100 s	120 s

［表3］

（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ得出的結(jié)論是_____。

（2）比較實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ得出的結(jié)論正確的是：_____。[來(lái)

①溫度對(duì)該反應(yīng)速率有影響

②硫酸對(duì)草酸和KMnO₄溶液的反應(yīng)有影響

③加入少量硫酸，可促進(jìn)草酸和KMnO₄溶液反應(yīng)，而加入大量硫酸，反應(yīng)速率比較小

④在酸性范圍內(nèi)，pH值越小對(duì)反應(yīng)越有利[

（3）寫出草酸溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式：____。實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)標(biāo)定未知濃度H₂C₂O₄溶液，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：溶液顏色_____，且30 s不改變。滴定完成后仰視讀取KMnO₄溶液體積會(huì)導(dǎo)致測(cè)得H₂C₂O₄溶液的濃度____（選填：偏大、偏小、無(wú)影響）。

（4）有同學(xué)根據(jù)查閱的資料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反應(yīng)歷程為：

上述實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)_____可證明這個(gè)歷程是可信的。

 

Answer 1

【答案】

（1）Mn²⁺（或硫酸錳）在反應(yīng)中起到催化劑的作用，加快了反應(yīng)速率。（2）①②③；

（3）5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O；  從無(wú)色變?yōu)闇\紫紅色；偏大（4）Ⅰ；

【解析】

試題分析：（1）未加MnSO₄的試管褪色需要30 s，加MnSO₄的試管褪色需要2 s.說明Mn²⁺能夠加快反應(yīng)速率。在反應(yīng)中起到催化劑的作用。（2）加入10滴稀硫酸的試管在室溫下褪色需要90s,放置在溫度為65℃的水浴中加熱的褪色時(shí)間需要70s,說明溫度對(duì)該反應(yīng)速率有影響；在室溫下未滴加稀硫酸的試管褪色需要100 s，滴加稀硫酸的試管褪色需要90s。說明硫酸對(duì)草酸和KMnO₄溶液的反應(yīng)有影響；同樣放置于溫度為65℃的水浴中分別加入10滴稀硫酸加熱，加入1 mL稀硫酸加熱，加入2 mL稀硫酸加熱，褪色時(shí)間分別是70s、 100s、 120s，則說明加入少量硫酸，可促進(jìn)草酸和KMnO₄溶液反應(yīng)，而加入大量硫酸，反應(yīng)速率比較��；在酸性條件下，溶液的酸性越小，對(duì)反應(yīng)越有利，溶液的酸性越大，對(duì)反應(yīng)反而不利。結(jié)論正確的是①②③。（3）草酸溶液與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O；在滴定時(shí)通常是用已知濃度的物質(zhì)來(lái)滴定未知濃度的物質(zhì)。所以未知濃度H₂C₂O₄在錐形瓶中，已知濃度的KMnO₄在酸式滴定管中。滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色從無(wú)色變?yōu)闇\紫紅色，且在半分鐘內(nèi)不褪色。在滴定完成后若仰視讀取KMnO₄溶液，則KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大，以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算求出的草酸的濃度就會(huì)偏大。（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ是證明Mn2+對(duì)反應(yīng)的催化作用。實(shí)驗(yàn)Ⅱ是證明溶液的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)Ⅲ是證明溫度對(duì)反應(yīng)的影響。通過這些分析可知實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證明這個(gè)歷程是可信的。

考點(diǎn)：考查各種條件對(duì)草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的影響的知識(shí)。