Question

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设，并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ：在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入少量MnSO₄固体再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表1：

试 管	未加MnSO4的试管	加有MnSO4的试管
褪色时间	30 s	2 s

［表1］
实验Ⅱ：另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H₂C₂O₄溶液，在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液。记录溶液褪色时间，如表2：

试 管	未滴加稀硫酸的试管	滴加了稀硫酸的试管
褪色时间	100 s	90 s

［表2］
实验Ⅲ：另取3支试管分别加入5 mL等浓度H₂C₂O₄溶液，然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液，再各加入5滴0.1 mol·L^-1 KMnO₄溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间，如表3：

试 管	滴入10滴稀硫酸的试管	加入1 mL稀硫酸的试管	加入2 mL稀硫酸的试管
褪色时间	70 s	100 s	120 s

［表3］
（1）实验Ⅰ得出的结论是_____。
（2）比较实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论正确的是：_____。[来
①温度对该反应速率有影响
②硫酸对草酸和KMnO₄溶液的反应有影响
③加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO₄溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小
④在酸性范围内，pH值越小对反应越有利[
（3）写出草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：____。实验室利用该反应标定未知浓度H₂C₂O₄溶液，滴定终点的现象是：溶液颜色_____，且30 s不改变。滴定完成后仰视读取KMnO₄溶液体积会导致测得H₂C₂O₄溶液的浓度____（选填：偏大、偏小、无影响）。
（4）有同学根据查阅的资料提出KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

上述实验中，实验_____可证明这个历程是可信的。

Answer 1

（1）Mn²⁺（或硫酸锰）在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率。（2）①②③；
（3）5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O； 从无色变为浅紫红色；偏大（4）Ⅰ；

解析试题分析：（1）未加MnSO₄的试管褪色需要30 s，加MnSO₄的试管褪色需要2 s.说明Mn²⁺能够加快反应速率。在反应中起到催化剂的作用。（2）加入10滴稀硫酸的试管在室温下褪色需要90s,放置在温度为65℃的水浴中加热的褪色时间需要70s,说明温度对该反应速率有影响；在室温下未滴加稀硫酸的试管褪色需要100 s，滴加稀硫酸的试管褪色需要90s。说明硫酸对草酸和KMnO₄溶液的反应有影响；同样放置于温度为65℃的水浴中分别加入10滴稀硫酸加热，加入1 mL稀硫酸加热，加入2 mL稀硫酸加热，褪色时间分别是70s、 100s、 120s，则说明加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO₄溶液反应，而加入大量硫酸，反应速率比较小；在酸性条件下，溶液的酸性越小，对反应越有利，溶液的酸性越大，对反应反而不利。结论正确的是①②③。（3）草酸溶液与酸性KMnO₄溶液发生氧化还原反应的离子方程式5H₂C₂O₄＋2MnO₄^-＋6H⁺＝2Mn²⁺＋10CO₂↑＋8H₂O；在滴定时通常是用已知浓度的物质来滴定未知浓度的物质。所以未知浓度H₂C₂O₄在锥形瓶中，已知浓度的KMnO₄在酸式滴定管中。滴定终点时溶液的颜色从无色变为浅紫红色，且在半分钟内不褪色。在滴定完成后若仰视读取KMnO₄溶液，则KMnO₄标准溶液体积偏大，以此为标准进行计算求出的草酸的浓度就会偏大。（4）实验Ⅰ是证明Mn2+对反应的催化作用。实验Ⅱ是证明溶液的酸碱性对反应的影响。实验Ⅲ是证明温度对反应的影响。通过这些分析可知实验Ⅰ可证明这个历程是可信的。
考点：考查各种条件对草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应的影响的知识。