Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)，測(cè)定溶液紫色消失所需時(shí)間的方法，研究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。供選擇的實(shí)驗(yàn)藥品有：0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L－1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L－1H2C2O4溶液、0.2mol·L－1H2C2O4溶液。

（1）H2C2O4溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為_______________。

（2）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表。

實(shí)驗(yàn)	酸性KMnO4溶液		H2C2O4溶液		褪色時(shí)間/s
	c/(mol·L－1)	V/mL	c/(mol·L－1)	V/mL
甲	0.01	4	0.1	2	t1
乙	a	4	b	2	t2

①表中a=________、b=________；

②甲組實(shí)驗(yàn)KMnO4的平均反應(yīng)速率是：____________（用含t1的式子表示）。

（3）測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)（恒溫）時(shí)，溶液中Mn2+物質(zhì)的量與時(shí)間關(guān)系如圖。請(qǐng)解釋n(Mn2+)在反應(yīng)起始時(shí)變化不大、一段時(shí)間后快速增大的原因：___________________。

Answer 1

【答案】5H2C2O4+2MnO4－+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O 0.01 0.2 Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用

【解析】

(1)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被還原成二價(jià)錳，同時(shí)生成水，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒解答；

(2)①比較溶液的褪色時(shí)間，高錳酸鉀酸性溶液的濃度應(yīng)一致，H2C2O4溶液的濃度應(yīng)不同；

②根據(jù)v=計(jì)算；

(3)濃度、溫度、催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率，根據(jù)反應(yīng)5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知，該反應(yīng)中產(chǎn)生了錳離子，錳離子對(duì)該反應(yīng)起到了催化作用，大大加快了反應(yīng)速率。

(1)高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把草酸中的C從+3價(jià)氧化成+4價(jià)的二氧化碳，Mn元素從+7價(jià)變化到+2價(jià)的錳，由于草酸分子中有2個(gè)C原子，所以高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)比例為5：2，故反應(yīng)的方程式為：5H2C2O4+2MnO4－+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(2)①比較溶液的褪色時(shí)間，高錳酸鉀酸性溶液的濃度應(yīng)一致，因此a=0.01，H2C2O4溶液的濃度應(yīng)不同，所用H2C2O4溶液的濃度可選擇：0.2molL-1，因此b=0.2；

②反應(yīng)開始時(shí)：c(KMnO4)==molL-1，反應(yīng)時(shí)間：△t=t1s，KMnO4的平均反應(yīng)速率：ν(KMnO4)==molL-1s-1；

(3)測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)(恒溫)時(shí)溶液中Mn2+物質(zhì)的量與時(shí)間關(guān)系如圖，根據(jù)離子反應(yīng)2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，該反應(yīng)中產(chǎn)生了錳離子，錳離子對(duì)該反應(yīng)起到了催化作用，大大加快了反應(yīng)速率，故n(Mn2+)在反應(yīng)起始時(shí)變化不大、一段時(shí)間后快速增大。