Question

草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應時，溶液褪色總是先慢后快。某學習小組結(jié)合化學反應原理提出猜想與假設(shè)，并設(shè)計了一系列實驗進行探究。
實驗Ⅰ：在2支試管中分別加入5 mL等濃度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支試管中先加入少量MnSO₄固體再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。記錄溶液褪色時間，如表1：

試 管	未加MnSO4的試管	加有MnSO4的試管
褪色時間	30 s	2 s

［表1］
實驗Ⅱ：另取2支試管分別加入5 mL等濃度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支試管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。記錄溶液褪色時間，如表2：

試 管	未滴加稀硫酸的試管	滴加了稀硫酸的試管
褪色時間	100 s	90 s

［表2］
實驗Ⅲ：另取3支試管分別加入5 mL等濃度H₂C₂O₄溶液，然后在試管中先分別加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液，然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。記錄溶液褪色時間，如表3：

試 管	滴入10滴稀硫酸的試管	加入1 mL稀硫酸的試管	加入2 mL稀硫酸的試管
褪色時間	70 s	100 s	120 s

［表3］
（1）實驗Ⅰ得出的結(jié)論是_____。
（2）比較實驗Ⅱ、Ⅲ得出的結(jié)論正確的是：_____。[來
①溫度對該反應速率有影響
②硫酸對草酸和KMnO₄溶液的反應有影響
③加入少量硫酸，可促進草酸和KMnO₄溶液反應，而加入大量硫酸，反應速率比較小
④在酸性范圍內(nèi)，pH值越小對反應越有利[
（3）寫出草酸溶液與酸性KMnO₄溶液反應的離子方程式：____。實驗室利用該反應標定未知濃度H₂C₂O₄溶液，滴定終點的現(xiàn)象是：溶液顏色_____，且30 s不改變。滴定完成后仰視讀取KMnO₄溶液體積會導致測得H₂C₂O₄溶液的濃度____（選填：偏大、偏小、無影響）。
（4）有同學根據(jù)查閱的資料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反應歷程為：

上述實驗中，實驗_____可證明這個歷程是可信的。

Answer 1

（1）Mn²⁺（或硫酸錳）在反應中起到催化劑的作用，加快了反應速率。（2）①②③；
（3）5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O； 從無色變?yōu)闇\紫紅色；偏大（4）Ⅰ；

解析試題分析：（1）未加MnSO₄的試管褪色需要30 s，加MnSO₄的試管褪色需要2 s.說明Mn²⁺能夠加快反應速率。在反應中起到催化劑的作用。（2）加入10滴稀硫酸的試管在室溫下褪色需要90s,放置在溫度為65℃的水浴中加熱的褪色時間需要70s,說明溫度對該反應速率有影響；在室溫下未滴加稀硫酸的試管褪色需要100 s，滴加稀硫酸的試管褪色需要90s。說明硫酸對草酸和KMnO₄溶液的反應有影響；同樣放置于溫度為65℃的水浴中分別加入10滴稀硫酸加熱，加入1 mL稀硫酸加熱，加入2 mL稀硫酸加熱，褪色時間分別是70s、 100s、 120s，則說明加入少量硫酸，可促進草酸和KMnO₄溶液反應，而加入大量硫酸，反應速率比較小；在酸性條件下，溶液的酸性越小，對反應越有利，溶液的酸性越大，對反應反而不利。結(jié)論正確的是①②③。（3）草酸溶液與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應的離子方程式5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O；在滴定時通常是用已知濃度的物質(zhì)來滴定未知濃度的物質(zhì)。所以未知濃度H₂C₂O₄在錐形瓶中，已知濃度的KMnO₄在酸式滴定管中。滴定終點時溶液的顏色從無色變?yōu)闇\紫紅色，且在半分鐘內(nèi)不褪色。在滴定完成后若仰視讀取KMnO₄溶液，則KMnO₄標準溶液體積偏大，以此為標準進行計算求出的草酸的濃度就會偏大。（4）實驗Ⅰ是證明Mn2+對反應的催化作用。實驗Ⅱ是證明溶液的酸堿性對反應的影響。實驗Ⅲ是證明溫度對反應的影響。通過這些分析可知實驗Ⅰ可證明這個歷程是可信的。
考點：考查各種條件對草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液反應的影響的知識。