Question

某小組擬用KMnO₄酸性溶液跟H₂C₂O₄溶液反應(yīng)，通過KMnO₄酸性溶液紫色消失的時間來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．限選試劑：0.2mol?L^-1H₂C₂O₄溶液、0.0l mol?L^-1，KMnO₄酸性溶液、蒸餾水、MnSO₄固體．
（1）配平下列化學(xué)方程式：□KMnO₄+□H₂C₂O₃+□H₂SO₄═□MnSO₄+□CO₂↑+H₂O
（2）為方便觀察顏色變化，實驗中n（H₂C₂O₄）：n（KMnO₄）≥

 

．
（3）完成下列設(shè)計表（表中不要留空格）

編號	實驗?zāi)康?/TD>	溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	蒸餾水
①	為以下實驗作參照	25℃	2mL	1mL	1mL
②	濃度的影響	25℃	2mL	2mL
③		35℃		1mL

（4）實驗①紫色完全消失用時45s．已知溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來的3倍，則實驗③紫色完全消失的時間約為

 

s．
（5）實驗中觀察到紫色褪色開始時較慢，隨后加快．顏色隨時間變化如圖所示：
①請你猜測可能的原因是

 

（只填一個原因）．
②利用所提供的試劑，設(shè)計一個實驗跟實驗①比較，以驗證你的猜測．將所選試劑及用量填入下表中（表中不要留空格）：

溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4		蒸餾水
25℃		1mL		1mL

Answer 1

考點：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)化合價升降總數(shù)相等先配平發(fā)生變價的物質(zhì)的計量數(shù)，再根據(jù)原子守恒配平其它物質(zhì)；
（2）根據(jù)反應(yīng)中H₂C₂O₄和KMnO₄的計量關(guān)系來分析兩者的物質(zhì)的量之比；
（3）根據(jù)實驗②是為了探究濃度對反應(yīng)速率的影響來分析；實驗③與實驗①的溫度不同，故是要探究溫度對反應(yīng)速率的影響，而必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素相同；
（4）根據(jù)溫度升高10℃，反應(yīng)速率加快至原來的3倍，則紫色消失的時間縮短至原來的

1

3

來分析；
（5）①催化劑能加快反應(yīng)速率；
②要探究催化劑對反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的．

解答： 解：（1）KMnO₄→MnSO₄，Mn元素的化合價從+7價降低到+2價得到5個電子，被還原，得到還原產(chǎn)物MnSO₄，H₂C₂O₄→2CO₂中C元素升高失去2個電子，被氧化得到氧化產(chǎn)物CO₂，根據(jù)得失電子守恒，KMnO₄與H₂C₂O₄的計量數(shù)之比為2：5，再根據(jù)原子守恒平衡方程為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（2）反應(yīng)中H₂C₂O₄和KMnO₄的計量關(guān)系為5：2，而本題要通過KMnO₄酸性溶液紫色消失的時間來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，故KMnO₄不能過量，故實驗中n（H₂C₂O₄）：n（KMnO₄）≥5：2，故答案為：5：2；
（3）根據(jù)實驗②與實驗①的溫度以及KMnO₄溶液的加入量相同，是為了探究H₂C₂O₄溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響，故實驗②的加入蒸餾水的量為0mL；實驗③與實驗①的溫度不同，故是要探究溫度對反應(yīng)速率的影響，而必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素相同，故加入的KMnO₄溶液、水的加入量均應(yīng)與實驗①相同，即加入KMnO₄溶液2mL，加入水1mL，故答案為：

編號	實驗?zāi)康?/TD>	溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	蒸餾水
①	為以下實驗作參照	25℃	2mL	1mL	1mL
②	濃度的影響	25℃	2mL	2mL	0mL
③	溫度的影響	35℃	2mL	1mL	1mL

（4）實驗①紫色完全消失用時45s，而溫度升高10℃，反應(yīng)速率加快至原來的3倍，則紫色消失的時間縮短至原來的

1

3

，故實驗③紫色消失的時間約為15S，故答案為：15；
（5）①通過對題目的整體理解發(fā)現(xiàn)，紫色褪色開始時較慢，隨后加快的可能原因是反應(yīng)過程中生成的Mn²⁺是本反應(yīng)的催化劑，加快了反應(yīng)速率，故答案為：Mn²⁺對本反應(yīng)有催化作用；
②要探究Mn²⁺做催化劑對反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的，故加入的KMnO₄溶液為2mL，還要加入少量的MnSO₄固體，故答案為：

溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	MnSO4固體	蒸餾水
25℃	2mL	1mL	少量	1mL

．

點評：本題考查了通過對比試驗來探究影響反應(yīng)速率的因素，難度中等，注意要探究一個因素對反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的．