Question

3．草酸與高錳酸鉀在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng)：MnO₄^-+H₂C₂O₄+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O （未配平）
用4.0mL 0.001mol/L KMnO₄溶液與2.0mL 0.010mol/L H₂C₂O₄溶液，研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．改變的條件如下：

實(shí)驗(yàn)組別	10%硫酸體積/mL	溫度/℃	其他物質(zhì)
Ⅰ	2.0mL	20	/
Ⅱ	2.0mL	20	少量MnSO4粉末
Ⅲ	2.0mL	30	/
Ⅳ	1.0mL	20	1.0mL蒸餾水

（1）該反應(yīng)中若有0.1molH₂C₂O₄反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5．
（2）本實(shí)驗(yàn)可通過(guò)觀(guān)察高錳酸鉀溶液完全褪色的時(shí)間來(lái)比較各組反應(yīng)的反應(yīng)速率大小，要觀(guān)察到預(yù)期現(xiàn)象，草酸的物質(zhì)的量必須滿(mǎn)足過(guò)量（填“過(guò)量”、“恰好完全反應(yīng)”或“不夠反應(yīng)量”）的條件．
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和II，可以研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和IV，可以研究H⁺的濃度（或硫酸溶液的濃度）對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)IV加人1.0mL蒸餾水的目的是確保溶液總體積相同，僅改變硫酸的濃度，而高錳酸鉀濃度和草酸濃度都相同．

Answer 1

分析 （1）1個(gè)H₂C₂O₄中有2個(gè)+3價(jià)的C，被高錳酸鉀氧化到+4價(jià)，化合價(jià)上升2價(jià)，轉(zhuǎn)移2個(gè)電子，所以0.1molH₂C₂O₄反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol；Mn元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高，由電子守恒確定物質(zhì)的量比；
（2）高錳酸鉀為紫色，利用褪色時(shí)間比較反應(yīng)速率，控制高錳酸鉀濃度相同，則草酸應(yīng)過(guò)量；
（3）研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，濃度、溫度應(yīng)相同；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ，氫離子濃度不同．

解答 解：（1）1個(gè)H₂C₂O₄中有2個(gè)+3價(jià)的C，被高錳酸鉀氧化到+4價(jià)，化合價(jià)上升2價(jià)，轉(zhuǎn)移2個(gè)電子，所以0.1molH₂C₂O₄反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol；Mn元素的化合價(jià)降低，C元素化合價(jià)升高，由電子守恒確定物質(zhì)的量比；Mn元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高，由電子守恒可知，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為$\frac{2×（4-3）}{（7-2）}$=2：5，
故答案為：0.2mol；2：5；
（2）高錳酸鉀為紫色，利用褪色時(shí)間比較反應(yīng)速率，即相同濃度的高錳酸鉀溶液完全褪色的時(shí)間比較反應(yīng)快慢；控制高錳酸鉀濃度相同，保證其完全反應(yīng)，則草酸應(yīng)過(guò)量，故答案為：高錳酸鉀溶液完全褪色的時(shí)間；過(guò)量；
（3）實(shí)驗(yàn)I和II濃度、溫度應(yīng)相同，II用了催化劑，所以實(shí)驗(yàn)I和II是研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
故答案為：催化劑；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ，氫離子濃度不同，可研究H⁺的濃度（或硫酸溶液的濃度）對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入1.0mL蒸餾水的目的是確保溶液總體積相同，僅改變硫酸的濃度，而高錳酸鉀濃度和草酸濃度都相同，
故答案為：H⁺的濃度（或硫酸溶液的濃度）；確保溶液總體積相同，僅改變硫酸的濃度，而高錳酸鉀濃度和草酸濃度都相同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)和反應(yīng)速率影響因素的實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握氧化還原反應(yīng)中電子守恒及控制變量法測(cè)定反應(yīng)速率為解答的關(guān)鍵，題目難度不大．