Question

3．環(huán)保部門的技術(shù)人員常用草酸（H₂C₂O₄）測(cè)定酸性工業(yè)廢水中MnO₄^-的濃度．某課題組研究發(fā)現(xiàn)：少量的摩爾氏鹽[FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O]可加快溶液紫紅色的褪去．為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）請(qǐng)完成以下表格（表中不要留有空格）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	溫度	廢水樣品	2.0mLH2C2O4的濃度
①	為以下實(shí)驗(yàn)作參照	273K	4.0mL	0.10mol?L-1
②		298K	4.0mL	0.10mol?L-1
③	探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響	273K		0.20mol?L-1

（2）請(qǐng)寫(xiě)出酸性KMnO₄溶液與草酸反應(yīng)生成CO₂的離子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑．
（3）某課題組對(duì)摩爾氏鹽[FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O]中起加快溶液紫紅色褪去的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二、假設(shè)三：
假設(shè)一：SO₄^2- 起催化作用．；
假設(shè)二：Fe²⁺起還原作用或起催化作用；
假設(shè)三：NH₄⁺起還原作用或起催化作用．
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一是否成立，完成下表中的內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取等量的廢水樣品于兩支試管中，…

Answer 1

分析 （1）①②中溫度不同，其他條件相同，是探究溫度對(duì)速率的影響；③是探究不同濃度時(shí)草酸對(duì)速率的影響，除H₂C₂O₄的濃度不同外，其他條件相同；
（2）酸性KMnO₄溶液與草酸反應(yīng)，草酸中碳元素化合價(jià)為+3價(jià)，被氧化為+4價(jià)，錳元素從+7價(jià)降到+2價(jià)；
（3）根據(jù)摩爾氏鹽的組成分析；
（4）做對(duì)比實(shí)．

解答 解：（1）①②中溫度不同，其他條件相同，②是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；③是探究不同濃度時(shí)草酸對(duì)速率的影響，除H₂C₂O₄的濃度不同外，其他條件相同，所以③中蒸餾水的體積為4.0mL，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	溫度	廢水樣品	2.0mLH2C2O4的濃度
①
②	探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
③			4.0 mL

；
（2）草酸中碳元素化合價(jià)為+3價(jià)，被氧化為+4價(jià)，錳元素從+7價(jià)降到+2價(jià)，草酸是弱酸，不能拆，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+10CO₂↑；
（3）根據(jù)摩爾氏鹽[FeSO₄?（NH₄）₂SO₄?6H₂O]組成分析，F(xiàn)e²⁺起還原作用或起催化作用；NH₄⁺起還原作用或起催化作用，
故答案為：Fe²⁺起還原作用或起催化作用；NH₄⁺起還原作用或起催化作用；
（4）要證明SO₄^2- 起催化作用，需做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，取等量的廢水樣品于兩支試管中，再加入等量的草酸溶液于試管中，向其中一支試管中滴加少量Na₂SO₄粉末，若加入少量Na₂SO₄粉末的試管中褪色快，則假設(shè)一成立，否則，假設(shè)一不成立，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程）	預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取等量的廢水樣品于兩支試管中，再加入等量的草酸溶液于試管中， 向其中一支試管中滴加少量Na2SO4粉末	若加入少量Na2SO4粉末的試管中褪色快，則假設(shè)一成立，否則，假設(shè)一不成立

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究MnO₄^-與草酸反應(yīng)過(guò)程中的催化作用，該反應(yīng)為一比較熟悉的反應(yīng)，還考查了控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，難度適中．