Question

【題目】某化學實驗小組用酸性KMnO4溶液和草酸（H2C2O4）溶液反應，研究外界條件反應速率的影響，實驗操作及現(xiàn)象如下：

編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
I	向一支試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入1滴3 mol/L硫酸和9滴蒸餾水，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	前10 min內(nèi)溶液紫色無明顯變化，后顏色逐漸變淺， 30 min后幾乎變?yōu)闊o色
II	向另一支試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	80 s內(nèi)溶液紫色無明顯變化，后顏色迅速變淺，約150 s后幾乎變?yōu)闊o色

（1）補全高錳酸鉀與草酸反應的離子方程式：5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ === 2Mn2+ + ______ +______

（2）由實驗I、II可得出的結(jié)論是______。

（3）關(guān)于實驗II中80 s后溶液顏色迅速變淺的原因，該小組提出了猜想：該反應中生成的Mn2+對反應有催化作用。利用提供的試劑設計實驗III，驗證猜想。

提供的試劑：0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，0.1 mol/L草酸溶液，3 mol/L硫酸，MnSO4溶液，MnSO4固體，蒸餾水

① 補全實驗III的操作：向試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，______，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液。

② 若猜想成立，應觀察到的實驗現(xiàn)象是______。

（4）該小組擬采用如下圖所示的實驗方案繼續(xù)探究外界條件對反應速率的影響。

① 他們擬研究的影響因素是______。

② 你認為他們的實驗方案______（填“合理”或“不合理”），理由是______。

Answer 1

【答案】10CO2 8H2O 其他條件相同時，H+（或硫酸）濃度越大，反應速率越快 再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固體 加入草酸溶液后，溶液紫色迅速變淺（或溶液顏色開始變淺的時間小于80 s，或其他合理答案） KMnO4溶液濃度 不合理 KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，無法通過比較褪色時間長短判斷反應快慢

【解析】

(1)在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應生成二價錳離子、二氧化碳和水，據(jù)此寫出離子方程式；

(2)實驗I、II取用的高錳酸鉀和草酸的體積與濃度均相同，加入的硫酸的滴數(shù)不同；

(3)①根據(jù)實驗目的“反應中生成的Mn2+對反應有催化作用”，完成實驗步驟；②若猜想成立，反應速率應該加快；

(4)①根據(jù)實驗步驟示意圖，取用的草酸和硫酸相同，選用的高錳酸鉀的濃度不同；②KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，據(jù)此分析判斷。

(1)在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應生成二價錳離子、二氧化碳和水，離子方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，故答案為：10CO2↑；8H2O；

(2)實驗I、II取用的高錳酸鉀和草酸的體積與濃度均相同，不同的是加入的硫酸的滴數(shù)不同，使得溶液褪色需要的時間不同，因此實驗結(jié)論為：其他條件相同時，H+(或硫酸)濃度越大，反應速率越快，故答案為：其他條件相同時，H+(或硫酸)濃度越大，反應速率越快；

(3)①要證明反應中生成的Mn2+對反應有催化作用，結(jié)合實驗III的操作可知：向試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固體，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液，通過觀察溶液褪色的時間即可證明，故答案為：再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固體；

②若猜想成立，加入草酸溶液后，溶液紫色迅速變淺(或溶液顏色開始變淺的時間小于80 s)，故答案為：加入草酸溶液后，溶液紫色迅速變淺(或溶液顏色開始變淺的時間小于80 s)；

(4)①根據(jù)實驗步驟示意圖，取用的草酸和硫酸相同，不同的是選用的高錳酸鉀的濃度不同，因此實驗研究的影響因素是KMnO4溶液濃度對反應速率的影響，故答案為：KMnO4溶液濃度；

②該實驗方案不合理，因為KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，無法通過比較褪色時間長短判斷反應快慢，故答案為：不合理；KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，無法通過比較褪色時間長短判斷反應快慢。