Question

酸性KMnO4溶液能與草酸（H2C2O4）溶液反應(yīng)。某探究小組利用反應(yīng)過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應(yīng)速率的因素。

Ⅰ.實驗前首先用濃度為0.1000mol?L-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸。

（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是 。

（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的草酸溶液濃度

（填“偏高”、“偏低”、或“不變”）。

Ⅱ.通過滴定實驗得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L-1 。用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8mL）。

實驗編號	溫度（℃）	催化劑 用量(g)	酸性高錳酸鉀溶液	實驗?zāi)康?/p> a. 實驗1和2探究 ；   b. 實驗1和3探究反應(yīng)物濃度對該反應(yīng)速率的影響；   c. 實驗1和4探究催化劑對該反應(yīng)速率的影響。
體積 （mL）	濃度 (mol?L-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

 

（4）寫出表中a 對應(yīng)的實驗?zāi)康? ；若50°C時，草酸濃度c(H2C2O4)隨反應(yīng)時間t的變化曲線 如下圖所示，保持其他條件不變，請在圖中畫出25°C時c(H2C2O4)隨t的變化曲線示意圖。

（5）該小組同學(xué)對實驗1和3分別進(jìn)行了三次實驗，測得以下實驗數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計時）：

實驗編號	溶液褪色所需時間（min）
第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其它條件相同時，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時間就越短，即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論。甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對速率影響”的實驗方案設(shè)計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結(jié)論，請簡述甲同學(xué)改進(jìn)的實驗方案 。

（6）該實驗中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO4而不是MnCl2，原因可用離子方程式表示為 。

 

Answer 1

(每空2分)

（1）2MnO4—+5H2C2O4+6H+= 2Mn2+ + 10CO2 ↑+ 8H2O

（2）A

（3） 偏高

（4）探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響

（5）其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測量溶液褪色時間。

（6）2MnO4—+ 10Cl— + 16H+ = 5Cl2↑+ 2Mn2+ + 8H2O

【解析】

試題分析：（1）草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為Mn2+ ，離子方程式為2MnO4—+5H2C2O4+6H+= 2Mn2+ + 10CO2 ↑+ 8H2O；

（2）酸性高錳酸鉀氧化性強，所以在該實驗中選擇酸式滴定管，滴定時用左手的大拇指、食指、中指旋轉(zhuǎn)滴定管的旋塞，所以答案選A；

（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，對初讀數(shù)無影響，但滴定后消失，會使末讀數(shù)偏大，二者的差值為酸性高錳酸鉀溶液滴定的體積，導(dǎo)致計算出的草酸溶液的濃度偏高；

（4）實驗1和2相比，只有溫度不同，所以a的目的是探究溫度不同對反應(yīng)速率的影響；25°C低于50°C，所以反應(yīng)速率慢，溶液褪色所需時間長，所畫曲線的起點相同，較平緩，在50°C曲線的略上方即可；

（5）探究反應(yīng)物濃度對速率影響時應(yīng)在其他條件不變時改變某種反應(yīng)物的濃度，在本實驗中褪色的是酸性高錳酸鉀溶液，所以酸性高錳酸鉀的溶液的體積、濃度 應(yīng)是不能變的，而只改變草酸的濃度（體積不變），觀察溶液褪色的時間，所以其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測量溶液褪色時間。

（6） 該實驗中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO4而不是MnCl2，是因為氯離子與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng) 而生成氯氣，消耗酸性高錳酸鉀溶液，使滴定結(jié)果偏高，發(fā)生的離子方程式是2MnO4—+ 10Cl— + 16H+ = 5Cl2↑+ 2Mn2+ + 8H2O

考點：考查溶液滴定的實驗，實驗操作、誤差分析，試劑的選擇，離子方程式的書寫