题目内容
【题目】用硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO4﹣转化为Mn2+。某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)常温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,请完成以下实验设计表。
实验 编号 | 温度 | 初始pH | 0.1mol/L 草酸溶液/mL | 0.01mol/L KMnO4溶的 体积/mL | 蒸馏水 体积/mL | 待测数据(反应混合液褪色 时间/s) |
① | 常温 | 1 | 20 | 50 | 30[ | t1 |
② | 常温 | 2 | 20 | 50 | 30 | t2 |
③ | 常温 | 2 | 40 | a | b | t3 |
表中a、b的值分别为:a= 、b=
(2)该反应的离子方程式 。
(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是 。
(4)请你设计实验④验证MnSO4对该反应起催化作用,完成下表中内容.
实验方案(不要求写出具体操作过程) | 预期实验结果和结论 |
若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1,则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同,则MnSO4对该反应无催化作用) |
(5)某化学小组用滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度:取W g草酸晶体(H2C2O42H2O,其摩尔质量126 g/mol)溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4酸化,再用KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定两次,平均消耗KMnO4溶液V mL.请回答下列问题:
① 该测定方法中 (填“需要”或“不需要”)加入指示剂;
② 计算得KMnO4溶液的c(KMnO4)= mol/L.(请写出最后化简结果)
【答案】(1)a=50、b=10.
(2)5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O.(无↑得1分,没配平不得分)
(3)溶液的pH对该反应的速率有影响。(或在一定条件下,c(H+)越大,反应速率越快)
(4)控制其他反应条件与实验①相同,往反应混合液中加入少量MnSO4固体(晶体),与①进行对比实验。(不写固体得1分,写成溶液或其它不得分)
(5)①不需要 ② 或
【解析】
试题分析:(1)实验要求控制高锰酸钾溶液初始浓度相同,则高锰酸钾溶液的体积为50mL,则水的体积为10mL。
(2)草酸与高锰酸钾溶液反应生成锰离子、二氧化碳和水,再根据化合价升降、电荷守恒、质量守恒可得该反应的离子方程式为5 H2C2O4+2 MnO4﹣+6 H+=10 CO2↑+2 Mn2++8 H2O。
(3)实验①和②只有pH不同,其它条件都相同,且t1<t2,说明溶液的pH对该反应的速率有影响。
(4)控制其它条件与实验①相同,往反应混合液中加入少量MnSO4固体进行对比实验,若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1,则硫酸锰对该反应起催化作用。
(5)①高锰酸钾本身有颜色,草酸反应完毕,加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变为红色,红色30s内不褪,说明达到终点,故不需另加指示剂。②根据关系式:5H2C2O4——2MnO4—求解。根据题意知W/1260:[c(KMnO4)×V×10-3]=5:2,解得c(KMnO4)= mol/L。