Question

酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應．某探究小組利用反應過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應速率的因素．
I．實驗前首先用濃度為0．l000mol?L^-1酸性KMnO₄標準溶液滴定未知濃度的草酸．
（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應的離子方程式

 

．
（2）有關物質的量濃度溶液配制的下列說法中正確的是

 

．
A．把15.8gKMnO₄溶于1L水中所得溶液物質的量濃度為0.1mol/L．
B．把0.01molKMnO₄投入l00mL容量瓶中加水至刻度線，充分振蕩后，濃度為0.1mol/L．
C．需要90mL0.1mol/L的KMnO₄溶液，應準確稱量固體1.58g
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏高
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行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8.00mL）．

實驗編號	溫度（℃）	催化劑 用量（g）	酸性高錳酸鉀
			體積 （mL）	濃度 （mol?L-1）
1	25	0.5	4.00	0.1000
2	50	0.5	4.00	0.1000
3	25	0.5	4.00	0.0100
4	25	0	4.00	0.1000

（3）寫出表中實驗1和實驗2的實驗目的

 

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

實驗編號	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，即反應速率就越快”的結論．甲同學認為該小組“探究反應物濃度對速率影響”的實驗方案設計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結論，甲同學改進了實驗方案，請簡述甲同學改進的實驗方案

 

．
（5）該實驗中使用的催化劑應選擇MnSO₄并非MnCl₂，原因可用離子方程式表示為

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

分析：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價錳離子；
（2）A．15.8gKMnO₄物質的量為0.1mol，溶于1L水中所得溶液的體積大于1L；
B．固體應先在燒杯中溶解，然后轉移入容量瓶；
C．需要90mL的溶液，因為沒有90mL容量瓶，故需要100mL容量瓶，經(jīng)計算得知：配制0.1mol/L的KMnO₄溶液，應準確稱量固體1.58g；
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏低；
（3）Ⅱ實驗1、2反應物用量完全相同，只有溫度不同，目的就在于探究溫度不同對反應速率的影響；
（4）高錳酸鉀的物質的量相同，濃度不同的草酸溶液，可以探究反應物濃度對該反應速率的影響；
（5）酸性條件下，高錳酸根離子能將氯離子氧化成氯氣．

解答： 解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，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，所以高錳酸鉀與草酸的反應比例為 5：2，故反應的方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）A．15.8gKMnO₄物質的量為0.1mol，溶于1L水中所得溶液的體積大于1L，故A錯誤；
B．固體應先在燒杯中溶解，然后轉移入容量瓶，不能在容量瓶中溶解，故B錯誤；
C．需要90mL的溶液，因為沒有90mL容量瓶，故需要100mL容量瓶，經(jīng)計算得知：配制0.1mol/L的KMnO₄溶液，應準確稱量固體1.58g，故C正確；
D．定容時仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù)，會使配制的溶液濃度偏低，故D錯誤，
故選C；
（3）Ⅱ實驗1、2反應物用量完全相同，只有溫度不同，目的就在于探究溫度不同對反應速率的影響；
故答案為；探究溫度不同對反應速率的影響；
（4）因根據(jù)表格中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應速率的關系，需滿足高錳酸鉀的物質的量相同，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，測量溶液褪色時間；
（5）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、濃度對反應速率的影響、濃度隨時間變化的曲線，題目難度中等，試題側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．