Question

9．某研究性學習小組為了研究影響化學反應速率的因素，設計如下方案：

實驗編號	0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1H2C2O4溶液	水	1mol•L-1MnSO4溶液	反應溫度/℃	反應時間
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	125
Ⅱ	V1 mL	V2 mL	1mL	0	20	320
Ⅲ	V3 mL	V4 mL	V5mL	0	50	30
Ⅳ	2mL	2mL	0	2滴	20	10

已知：反應的方程式（未配平）：KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O
（1）實驗記時方法是從溶液混合開始記時，至紫紅色剛好褪去時記時結束．
（2）實驗I和Ⅱ研究濃度對反應速率的影響，實驗Ⅰ和Ⅲ研究溫度對反應速率的影響．則
V₁=2V₂=1V₃=2V₄=2V₅=0．
（3）從實驗數(shù)據(jù)分析，實驗I和IV研究催化劑對反應的影響．
（4）請配平上面的化學方程式：
 2KMnO₄+5H₂C₂O₄+ 3H₂SO₄= 1K₂SO₄+ 2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）利用高錳酸鉀的顏色來判斷；
（2）實驗I和II研究濃度對反應速率的影響，溫度相同，濃度不同；實驗I和III研究溫度對反應速率的影響，濃度相同中，溫度不同；
（3）實驗I和實驗IV對比，其他條件相同，實驗IV加入MnSO₄溶液為催化劑；
（4）該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，根據(jù)轉移電子守恒、原子守恒配平方程式．

解答 解：（1）實驗計時方法是從溶液混合開始記時，到紫紅色剛好褪去計時結束，故答案為：紫紅色剛好褪去；
（2）根據(jù)實驗目的，選擇合理數(shù)據(jù)：高錳酸鉀本身作為指示劑，濃度不變，都是2mL，V₁=2mL，V₃=2mL；實驗I和II研究濃度對反應速率的影響，用水來控制溶液的總體積相同，所以草酸體積V₂=1mL；實驗I和III研究溫度對反應速率的影響，濃度全部相同，V₄=2mL，V₅=0mL，
故答案為：2；1；2；2；0；
（3）從實驗數(shù)據(jù)分析，實驗I和實驗IV對比，其他條件相同，實驗IV加入MnSO₄后反應速率加快，所以MnSO₄溶液在反應中為催化劑，故答案為：催化劑；
（4）該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、C元素化合價由+3價變?yōu)?4價，其轉移電子總數(shù)為10，根據(jù)轉移電子守恒知，KMnO₄的計量數(shù)是2、H₂C₂O₄的計量數(shù)是5，再根據(jù)原子守恒得方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，
故答案為：2；5；3；1；2；10；8．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素、氧化還原反應的配平，需要認真分析題中信息，得出合理結論，本題難度中等．