Question

【题目】某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了酸性高锰酸钾与草酸的反应，记录以下实验数据：

实验编号	实验温度	试管中所加试剂及其用量 / mL				溶液褪至无色所需时间/ min
		0.6mol/L H2C2O4 溶液	H2O	3mol/L H2SO4 稀溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
①	25	3.0	V1	2.0	3.0	1.5
②	25	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
③	50	2.0	V2	2.0	3.0	1.0

(1)请写出该反应的离子方程式_________，当该反应以表中数据反应完全时转移电子数为_______NA；

(2)V1=________ mL；

(3)根据上表中的实验①、②数据，可以得到的结论是________。

(4)探究温度对化学反应速率的影响，应选择________(填实验编号)；

(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn 2+)随时间变化的趋势如图所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn 2+)随时间变化的实际趋势如图所示。

该小组同学根据如图所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。

实验编号	实验温度/℃	试管中所加试剂及其用量				再加入某种固体	溶液褪至无色所需时间 / min
④	25	0.6mol/L H2C2O4	H2O	3mol/L H2SO4	0.05mol/L KMnO4溶液
		2.0	3.0	2.0	3.0	MnSO4	t

①小组同学提出的假设是_________。

②若该小组同学提出的假设成立，应观察到_______________________现象。

Answer 1

【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O 0.00075 2.0 其他条件相同时，反应物浓度减小，反应速率减慢 ②、③ Mn2+对该反应有催化作用 褪色时间变短

【解析】

(1)酸性高锰酸钾与草酸的反应生成CO2、Mn2+和H2O，结合电荷守恒、原子守恒和电子守恒配平书写离子方程式，分析图表数据n(KMnO4)=0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，结合化学方程式定量关系分析判断，高锰酸钾完全反应，据此计算电子转移总数；

(2)探究H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响，则必须保证其他影响反应速率的因素是相同的；

(3)实验①和②除H2C2O4溶液浓度不同，其它均相同；

(4)实验②和③除温度不同，其它均相同；

(5)①由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大，反应速率增加的比较快，所以探究的是硫酸锰在反应中的作用；

②若反应加快，说明Mn2+是催化剂，反应过程中溶液褪色时间减少。

(1)酸性高锰酸钾与H2C2O4的反应生成CO2、Mn2+和H2O，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得配平的离子方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，分析图表数据n(KMnO4)=0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，结合化学方程式定量关系分析判断，高锰酸钾完全反应，据此计算电子转移总数=0.00015mol×(7-2)×NA=7.5×10-4NA；

(2)探究H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响，必须保证其他影响反应速率的因素是相同的，而由实验②可知，H2C2O4溶液、H2O、KMnO4溶液和稀硫酸的体积和为10.0mL，由于须保证KMnO4 溶液的浓度相同，故V1=2.0mL；

(3)由实验①和②数据可知，H2C2O4溶液浓度不同，说明探究浓度对反应速率的影响，可知其他条件不变，增大反应物的浓度，加快反应速率；

(4)由实验②和③数据可知，除温度不同，其它均相同，说明探究温度对反应速率的影响，故应该选择②③；

(5)①由图乙可知反应开始后速率增大较快，说明Mn2+对该反应起催化剂的作用；

②若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于1.5min，从而说明Mn2+是催化剂。