Question

2．某研究性學(xué)習(xí)小組以酸性KMnO₄溶液和草酸（H₂C₂O₄，二元弱酸）溶液為例，研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計(jì)如表方案：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1 H2C2O4溶液	水	反應(yīng)溫度/℃	反應(yīng)時(shí)間/s
①	5.0mL	5.0mL	0	20	125
②	V1	V2	2.0mL	20	320
③	5.0mL	5.0mL	0	50	30

（1）該反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（2）實(shí)驗(yàn)的記時(shí)方法是從溶液混合開(kāi)始記時(shí)，至紫紅色剛好褪去時(shí)，記時(shí)結(jié)束．
（3）實(shí)驗(yàn)①和②研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則V₁=5.0mL，V₂=3.0mL．
（4）下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是C、D．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)不能用量筒來(lái)量取液體的體積
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將5.0mLKMnO₄溶液與5.0mL H₂C₂O₄溶液混合后，立即按下秒表，再將盛有混合液的燒杯置于相應(yīng)溫度的水浴中至反應(yīng)結(jié)束時(shí)，按下秒表，記錄讀數(shù)．
C．在同一溫度下，最好采用平行多次實(shí)驗(yàn)，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性
D．實(shí)驗(yàn)①和③可研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響
（5）某小組在進(jìn)行每組實(shí)驗(yàn)時(shí)，均發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)是開(kāi)始很慢，突然會(huì)加快，其可能的原因是反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄和H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳、水，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式；
（2）溶液混合后顯示紫紅色，當(dāng)紫紅色褪去后計(jì)時(shí)結(jié)束；
（3）實(shí)驗(yàn)①和②研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，要保證變量單一；
（4）根據(jù)規(guī)范的操作要求，實(shí)驗(yàn)探究的基本原理分析回答；
（5）考慮催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．

解答 解：（1）KMnO₄和H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳、水，KMnO₄和中錳降低了5價(jià)，1個(gè)H₂C₂O₄分子中有2個(gè)+3價(jià)的C，所以升高1×2=2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等可以確定KMnO₄和H₂C₂O₄的比例關(guān)系為：2：5，再根據(jù)電荷守恒配平離子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)計(jì)時(shí)方法是從溶液混合開(kāi)始記時(shí)，到紫紅色剛好褪去計(jì)時(shí)結(jié)束，
故答案為：紫紅色剛好褪去；
（3）實(shí)驗(yàn)①和②研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，高錳酸鉀作為指示劑，濃度不變，都是5.0mL，所以V₁=5.0，溶液總體積為10.0mL，則V₂=10.0-5.0-2.0=3.0，
故答案為：V₁=5.0，V₂=3.0；
（4）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用量筒量取體積，故A錯(cuò)誤；
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將5.0mLKMnO₄溶液與5.0mL H₂C₂O₄溶液混合后，再將盛有混合液的燒杯置于相應(yīng)溫度的水浴中，立即按下秒表，至反應(yīng)結(jié)束時(shí)，按下秒表，記錄讀數(shù)，故B錯(cuò)誤；
C．在同一溫度下，最好采用平行多次實(shí)驗(yàn)，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，故C正確；
D．實(shí)驗(yàn)①和③對(duì)應(yīng)物質(zhì)的體積相同，可研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故D正確；
故答案為：CD；
（5）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，MnSO₄溶液在反應(yīng)中為催化劑，可能原因?yàn)榉磻?yīng)生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用，
故答案為：反應(yīng)生成的Mn²⁺對(duì)反應(yīng)有催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，明確探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的方法，要認(rèn)真分析題中信息，得出合理結(jié)論，本題難度中等．