Question

某化學(xué)興趣小組在一次實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)，向草酸溶液中逐滴加入高錳酸鉀溶液時，溶液褪色先慢后快，即反應(yīng)速率由小變大．小組成員為此“異常”現(xiàn)象展開討論，猜想造成這種現(xiàn)象的最可能原因有兩種，并為此設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究驗(yàn)證．
猜想Ⅰ：此反應(yīng)過程放熱，溫度升高，反應(yīng)速率加快；
猜想Ⅱ：…．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坎菟崤c高錳酸鉀反應(yīng)的速率變化“異常”原因；
【實(shí)驗(yàn)用品】儀器：試管、膠頭滴管、量筒、藥匙、玻璃棒等；
試劑：0.1mol/L H₂C₂O₄溶液、0.05mol/L KMnO₄（硫酸酸化）溶液等．
請你根據(jù)該興趣小組的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計思路，補(bǔ)充完整所缺內(nèi)容．
（1）草酸（H₂C₂O₄，弱酸）與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式為（已知：MnO₄^_還原產(chǎn)物是Mn²⁺）

 

．
（2）要完成對猜想Ⅰ的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，至少還需要一種實(shí)驗(yàn)儀器是

 

．
（3）猜想Ⅱ可能是

 

．要設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想Ⅱ，進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)還要補(bǔ)充一種試劑及一種儀器，分別是

 

．
（4）基于猜想Ⅱ成立，設(shè)計方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請完成以下實(shí)驗(yàn)記錄表內(nèi)容．

	試管A	試管B
加入試劑
（預(yù)期）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 （褪色時間）
結(jié)論	猜想Ⅱ正確

Answer 1

分析：（1）依據(jù)高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，同時自身被還原成錳離子來分析；
（2）分析反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)，需要測定溫度，因此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)還需要的儀器是溫度計；
（3）根據(jù)反應(yīng)速率的影響因素來分析可知，可能是Mn²⁺起了催化作用；考慮到Mn²⁺起了催化作用，所以要MnSO₄（S）、秒表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（4）用兩支試管進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）草酸和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）判斷反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)，需要測定溫度，所以要用到溫度計，故答案為：溫度計；
（3）根據(jù)反應(yīng)速率的影響因素知，可能是反應(yīng)生成的Mn²⁺起了催化作用，從而使反應(yīng)速率加快；考慮到Mn²⁺起了催化作用，所以實(shí)驗(yàn)還需要MnSO₄（S）、秒表，
故答案為：生成的Mn²⁺在反應(yīng)中起到催化劑的作用，加快了反應(yīng)速率；MnSO₄（S）、秒表；
（4）猜想Ⅱ成立，即Mn²⁺在反應(yīng)中起到催化劑的作用，從而加快了反應(yīng)速率，所以和設(shè)計方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要進(jìn)行一組對比實(shí)驗(yàn)，一支試管A中僅僅1mL0.05mol/L KMnO₄、
2mL0.1mol/L H₂C₂O₄，另外一支試管B中加入1mL0.05mol/L KMnO₄、2mL0.1mol/L H₂C₂O₄和少量MnSO₄，根據(jù)溶液褪色的快慢來判斷Mn²⁺在反應(yīng)中是否起到催化劑的作用，
故答案為：

	試管A	試管B
加入試劑	1mL0.05mol/L KMnO4 2mL0.1mol/L H2C2O4	1mL0.05mol/L KMnO4 2mL0.1mol/L H2C2O4 少量MnSO4
（預(yù)期）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 （褪色時間）	褪色較慢	褪色很快
結(jié)論	猜想Ⅱ正確

點(diǎn)評：本題考查了探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，難度中等，平時重視基礎(chǔ)知識很重要．