Question

5．酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)．某探究小組利用反應(yīng)過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應(yīng)速率的因素．
Ⅰ．實驗前首先用濃度為0.1000mol•L^-1酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸．
（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+10CO₂↑+K₂SO₄+8H₂O．
（2）滴定過程中操作滴定管的圖示1正確的是A．
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的草酸溶液濃度偏高（填“偏高”、“偏低”、或“不變”）．
Ⅱ．通過滴定實驗得到草酸溶液的濃度為0.2000mol•L^-1．用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8mL）．

試驗編號	溫度（℃）	催化劑用量（g）	酸性高錳酸鉀溶液		實驗?zāi)康?br />a．實驗1和2探究探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響 b．實驗1和3探究反應(yīng)物濃度對該反應(yīng)速率的影響． c．實驗2和4探究催化劑對反應(yīng)速率的影響
			體積（mL）	濃度（mol•L-1）
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（4）寫出表中a 對應(yīng)的實驗?zāi)康奶骄繙囟炔煌瑢Ψ磻?yīng)速率的影響；若50°C時，草酸濃度c（H₂C₂O₄）隨反應(yīng)時間t的變化曲線 如圖所示，保持其他條件不變，請在圖中畫出25°C時c（H₂C₂O₄）隨t的變化曲線示意圖2．

（5）該小組同學(xué)對實驗1和3分別進(jìn)行了三次實驗，測得以下實驗數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計時）：

試驗編號	溶液褪色所需時間（min）
	第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其它條件相同時，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時間就越短，即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論．甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對速率影響”的實驗方案設(shè)計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結(jié)論，請簡述甲同學(xué)改進(jìn)的實驗方案其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測量溶液褪色時間．
（6）該實驗中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO₄并非MnCl₂，原因可用離子方程式表示為2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；
（2）根據(jù)滴定管的使用規(guī)則判斷；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使高錳酸鉀溶液的體積偏大；
Ⅱ．（4）實驗1、2只有溫度不同，其他用量完全相同；根據(jù)溫度降低反應(yīng)速率減小畫出25℃時c（H₂C₂O₄）～t的變化曲線示意圖；
（5）高錳酸鉀的物質(zhì)的量相同，濃度不同的草酸溶液，可以探究反應(yīng)物濃度對該反應(yīng)速率的影響；
（6）酸性條件下，高錳酸根離子能將氯離子氧化成氯氣．

解答 解：Ⅰ．（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把草酸中的C從+3價氧化成+4價的二氧化碳，Mn元素從+7價變化到+2價的錳離子，由于草酸分子中有2個C原子，根據(jù)得失電子守恒，高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)比例為 5：2，故反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
化學(xué)方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+10CO₂↑+K₂SO₄+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+10CO₂↑+K₂SO₄+8H₂O；
（2）根據(jù)滴定管的使用規(guī)則，滴定時，左手包住滴定管的活塞控制液滴的滴出，防止活塞被意外打開，即如圖A所示操作，
故答案為：A；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使高錳酸鉀溶液的體積偏大，使得測得的草酸的物質(zhì)的量偏大，溶液濃度偏高，
故答案為：偏高；
Ⅱ．（4）實驗1、2反應(yīng)物用量完全相同，只有溫度不同，目的就在于探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響；25℃時反應(yīng)速率小于50℃時，所以草酸的濃度變化比50℃時小，反應(yīng)需要的時間大于50℃條件下需要的時間，據(jù)此畫出25℃時c（H₂C₂O₄）～t的變化曲線示意圖為：，
故答案為：探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響；；
（5）因根據(jù)表格中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系，需滿足高錳酸鉀的物質(zhì)的量相同，濃度不同的草酸溶液，
故答案為：其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測量溶液褪色時間；
（6）酸性條件下，高錳酸根離子能將氯離子氧化成氯氣，自身被還原成二價錳離子，反應(yīng)方程式為2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．

點評 本題考查了探究溫度、濃度對反應(yīng)速率的影響、濃度隨時間變化的曲線，題目難度中等，試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．