Question

18．现有如下溶液：①1.0mL0.10mol•L^-1双氧水 ②1.0mL0.20mol•L^-1双氧水 ③3.0mL0.10mol•L^-1KMnO₄溶液  ④3.0mL0.010mol•L^-1KMnO₄溶液．所有实验均需加入1.0mL稀硫酸（足量），依据褪色时间长短判定反应速率快慢：
（1）写出发生反应的离子方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
若某反应的化学方程式为2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O，则该反应的氧化剂为KMnO₄、H₂O₂，若有9molH₂O₂参加该反应，则反应转移电子数目为14N_A；
（2）某温度下，若要探究反应物浓度对反应速率的影响，则应选择试剂①②④进行实验（填序号）．
（3）某温度下，某同学按照（2）中选择试剂进行实验，褪色时间为5s：
①计算以H₂O₂表示的反应速率为3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1；
②进行实验过程中，该同学发现颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象．为此该同学又进行了一次平行实验，只是加入少量MnSO₄固体，结果溶液立即褪色，请推测颜色变化会出现先慢后快并突然褪色的现象的原因MnSO₄为该反应的催化剂；
（4）某同学在不同温度下，分别取两份等体积不同浓度的双氧水与等量KMnO₄溶液进行反应，绘制出c（H₂O₂）随时间（t）变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则A（填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是A曲线起始浓度小，但在0～6s内平均反应加快，说明其温度高．

Answer 1

分析 （1）高锰酸钾与双氧水反应，生成氧气和锰离子，发生反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；在2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O反应，锰元素的化合价降低，过氧化氢中部分氧元素化合价降低，所以该反应的氧化剂为KMnO₄和H₂O₂，若有9molH₂O₂参加该反应，只有7mol是还原剂，所以转移电子的数目为 14N_A；
（2）可表明反应物浓度对反应速率产生影响的是实验，其它数据应相同；
（3）①根据v=$\frac{△c}{△t}$，进行计算求解；
  ②说明生成的MnSO₄为该反应的催化剂；
（4）温度越高反应速率越快，单位时间内浓度变化量大，所以A对应的曲线温度高，具体原因是 A曲线起始浓度小，但在0～6s内平均反应加快，说明其温度高．

解答 解：（1）高锰酸钾与双氧水反应，生成氧气和锰离子，发生反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；在2KMnO₄+9H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+7O₂↑+12H₂O反应，锰元素的化合价降低，过氧化氢中部分氧元素化合价降低，所以该反应的氧化剂为KMnO₄和H₂O₂，若有9molH₂O₂参加该反应，只有7mol是还原剂，所以转移电子的数目为 14N_A，故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O； KMnO₄、H₂O₂；14N_A；
（2）可选择过氧化氢的浓度不同，而高锰酸钾浓度相同，且高锰酸钾的浓度不宜太大，所以选①②④，故答案为：①②④；
（3）①过氧化氢物质的量的变化量为：$\frac{3×0.01×1{0}^{-3}×5}{2}$=7.5×10^-5mol，根据v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{7.5×1{0}^{-5}}{5×1{0}^{-3}}mol/L}{5s}$=3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1，故答案为：3.0×10^-3mol•L^-1•S^-1；
  ②说明生成的MnSO₄为该反应的催化剂，故答案为：MnSO₄为该反应的催化剂；
（4）温度越高反应速率越快，单位时间内浓度变化量大，所以A对应的曲线温度高，具体原因是 A曲线起始浓度小，但在0～6s内平均反应加快，说明其温度高，故答案为：A；A曲线起始浓度小，但在0～6s内平均反应加快，说明其温度高．

点评 本题探究影响化学反应速率的因素，侧重于学生的分析能力的考查，为高频考点，关键是分析、提取题中数据的能力，本题难度适中．