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(shí)，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�！爆F(xiàn)象展開(kāi)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(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究驗(yàn)證。
猜想Ⅰ：此反應(yīng)過(guò)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�！痹�因
【實(shí)驗(yàn)用品】?jī)x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(qǐng)你根據(jù)該興趣小組的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)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(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)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(shí)間）
結(jié)論	猜想Ⅱ正確

 

Answer 1

（1）5H₂C₂O₄+ 2MnO₄^—+6H⁺=10CO₂↑+2 Mn²⁺+8H₂O�。�2分）
（2）溫度計(jì)�。�1分）
（3）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（2分）；MnSO₄(S)、秒表（2分）
（4）（4分）

	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(shí)間）	褪色較慢	褪色很快
結(jié)論	猜想Ⅱ正確

 

試題分析：（1）草酸具有還原性，被酸性高錳酸鉀氧化為二氧化碳，根據(jù)提示MnO₄^＿還原產(chǎn)物是Mn²⁺ ，所以改氧化還原反應(yīng)的方程式為：5H₂C₂O₄+ 2MnO₄^—+6H⁺=10CO₂↑+2 Mn²⁺+8H₂O。
（2）從實(shí)驗(yàn)?zāi)康某霭l(fā)，探究草酸與高錳酸鉀反應(yīng)的速率變化，一般情況下隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度下降反應(yīng)速率也隨之減小，但是卻出現(xiàn)異常。所以從影響化學(xué)反應(yīng)速率的的因素上想問(wèn)題，根據(jù)猜想1不難得出造成突變的原因是溫度，所以需要測(cè)定溫度變化的儀器溫度計(jì)，故答案是溫度計(jì)。
（3）除了猜想1，能加快反應(yīng)速率的因素還有催化劑，所以猜想二可以從催化劑入手，因此可以得出猜想：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。而要驗(yàn)證這一猜想，可以加入含有Mn²⁺的試劑，可以是硫酸錳，同時(shí)可以用秒表測(cè)定反應(yīng)速率是否受到影響，以此來(lái)驗(yàn)證這一猜想是否正確。
（4）基于猜想二，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證需要作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由于反應(yīng)物種的高錳酸鉀為有色試劑，所以可以從顏色變化快慢上初步判斷猜想二的正確性，所以實(shí)驗(yàn)步驟如下：

	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(shí)間）	褪色較慢	褪色很快
結(jié)論	猜想Ⅱ正確