Question

【題目】草酸是一種常用的還原劑，某校高三化學(xué)小組探究草酸被氧化的速率問題。

實驗Ⅰ	試劑			混合后 溶液pH	現(xiàn)象 （1h后溶液）
	試管		滴管
	a	4mL0.01mol·L1 KMnO4溶液，幾滴濃H2SO4	2mL0.3mol·L1H2C2O4 溶液	2	褪為無色
	b	4mL0.01mol·L1KMnO4溶液，幾滴濃NaOH		7	無明顯變化
	c	4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液，幾滴濃H2SO4		2	無明顯變化
	d	4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液，幾滴濃NaOH		7	無明顯變化

（1）H2C2O4是二元弱酸，寫出H2C2O4溶于水的電離方程式：_____________。

（2）實驗I試管a中KMnO4最終被還原為Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為：________。

（3）瑛瑛和超超查閱資料，實驗I試管c中H2C2O4與K2Cr2O7溶液反應(yīng)需數(shù)月時間才能完成，但加入MnO2可促進H2C2O4與K2Cr2O7的反應(yīng)。依據(jù)此資料，吉吉和昊昊設(shè)計如下實驗證實了這一點。

	實驗II	實驗III	實驗IV
實驗操作
實驗現(xiàn)象	6 min后固體完全溶解，溶液橙色變淺，溫度不變	6 min后固體未溶解，溶液顏色無明顯變化	6 min后固體未溶解，溶液顏色無明顯變化

實驗IV的目的是：_______________________。

（4）睿睿和萌萌對實驗II繼續(xù)進行探究，發(fā)現(xiàn)溶液中Cr2O72- 濃度變化如圖：

臧臧和蔡蔡認為此變化是通過兩個過程實現(xiàn)的。

過程i．MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+。

過程ii．__________________________________。

①查閱資料：溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-。針對過程i，可采用如下方法證實：將0.0001molMnO2加入到6mL____________中，固體完全溶解；從中取出少量溶液，加入過量PbO2固體，充分反應(yīng)后靜置，觀察到_______________。

②波波和姝姝設(shè)計實驗方案證實了過程ii成立，她們的實驗方案是________。

（5）綜合以上實驗可知，草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與__________________有關(guān)。

Answer 1

【答案】H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+ 5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O 排除實驗II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能 Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng) 0.1mol/LH2C2O4溶液（調(diào)至pH=2） 上清液為紫色 2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合，調(diào)至pH=2，加入0.0001molMnSO4固體（或15.1mgMnSO4），6min后溶液橙色變淺 氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑

【解析】

（1）H2C2O4是二元弱酸，分步電離；

（2）酸性條件下，KMnO4最終被還原為Mn2+，草酸被氧化為二氧化碳；

（3）實驗IV與實驗II、III區(qū)別是沒有草酸；

（4）分析曲線可知，開始時Cr2O72- 濃度變化緩慢，一段時間后變化迅速；

①由實驗結(jié)論出發(fā)即可快速解題；

②由控制變量法可知，保持其他變量不變，將MnO2換成等物質(zhì)的量的MnSO4固體即可；

（5）注意實驗的變量有：氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑。

（1）H2C2O4是二元弱酸，分步電離，用可逆符號，則H2C2O4溶于水的電離方程式為H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+；

（2）實驗I試管a中，酸性條件下，KMnO4最終被還原為Mn2+，草酸被氧化為二氧化碳，則該反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O；

（3）實驗IV與實驗II、III區(qū)別是沒有草酸，則實驗IV的目的是：排除實驗II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能；

（4）分析曲線可知，開始時Cr2O72- 濃度變化緩慢，一段時間后變化迅速，則可能是過程i．MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+。過程ii．Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應(yīng)；

①將0.0001molMnO2加入到6mL 0.1mol/LH2C2O4溶液（調(diào)至pH=2）中，固體完全溶解，則說明MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+；從中取出少量溶液（含Mn2+），加入過量PbO2固體，充分反應(yīng)后靜置，觀察到上清液為紫色，則說明溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-，MnO4-顯紫色；

②設(shè)計實驗方案證實過程ii成立，由控制變量法可知，保持其他變量不變，將MnO2換成等物質(zhì)的量的MnSO4固體即可，即實驗方案是2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合，調(diào)至pH=2，加入0.0001molMnSO4固體（或15.1mgMnSO4），6min后溶液橙色變淺；

（5）綜合以上實驗可知，變量有：氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑，則草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑有關(guān)。