Question

1．某实验小组利用 KMnO₄ 酸性溶液与弱酸 H₂C₂O₄溶液反应进行“外界因素对反应速率 影响”的探究，设计实验方案如下：
甲组：通过测定生成 CO₂气体体积的方法来比较化学反应速率的大小．实验装置如图，实验时分 液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中．

序号	A溶液	B溶液
①	2mL　0.2mol/L-1 H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L-1 KMnO4溶液
②	2mL　0.1mol/L -1H2C2O4溶液	4mL 0.01mol/L-1 KMnO4溶液

（注：实验中所用 KMnO₄溶液均已加入相同量 H₂SO₄）
（1）写出锥形瓶中加入A溶液后发生反应的离子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O．
（2）该组的实验目的是探究H₂C₂O₄溶液浓度对化学反应速率的影响． 分析所给实验仪器，实现该实验目的还欠缺的仪器：秒表．
乙组：通过测定溶液褪色时间来判断反应速率快慢，实验记录如下表（各实验均在室温下进行）：

实验 编号	温度/℃	烧杯中所加的试剂及其用量 （mL）				加入 少量固体	溶液褪色 时间（s）
		0.6mol•L-1 H2C2O4溶液	H O	0.2mol•L-1 KMnO4溶液	3mol•L-1 稀硫酸
①	25	30.0	20.0	30.0	20.0	无	1.8
②	50	V1	V2	30.0	20.0	无	1.0
③	25	15.0	V3	15.0	10.0	无	3.6
④	25	30.0	20.0	30.0	20.0	K2SO4	1.8
⑤	25	30.0	20.0	30.0	20.0	MnSO4	0.6

（3）若实验①②是探究温度对化学反应速率影响，V₁=30.0mL；设计实验④⑤的目的是探究产物是否对反应有催化作用．
（4）根据乙组的实验记录，下列结论正确的是C A．实验③中，V₃=10
B．实验①③说明反应速率只与 KMnO₄ 浓度有关
C．根据实验①⑤可推出实验①中的反应速率变化是：起初较小，后明显变大，又逐渐变小．

Answer 1

分析 （1）高锰酸钾具有强氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被还原成二价锰离子；
（2）从改变的条件看，H₂C₂O₄浓度从0.1到0.2mol/L，故为浓度对化学反应速率的影响；判断反应速率需要时间，用秒表计时；
（3）若实验①②是探究温度对化学反应速率影响，那么其他条件要一样，所以V₁=30.0，V₂=20.0；根据实验④、⑤的区别：加入的分别是硫酸钾和硫酸锰，阳离子不一样，反应速率不同来回答；
（4）A．根据5组实验中，溶液的总体积是100mL来回答；
B．实验①、③中，根据草酸、高锰酸钾以及硫酸的量各不一样来回答；
C．实验①、⑤的区别是一个加入硫酸锰固体，一个开始就没有加入硫酸锰固体，根据反应会生成硫酸锰来回答．

解答 解：（1）高锰酸钾具有强氧化性，把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳，Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子，由于草酸分子中有2个C原子，所以高锰酸钾与草酸的反应比例为 5：2，故反应的方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+l0CO₂↑+8H₂O；
（2）从改变的条件看，H₂C₂O₄浓度从0.1到0.2mol/L，故为浓度对化学反应速率的影响；
判断反应速率v=$\frac{△C}{△t}$，需要测定时间，可用秒表计时；
故答案为：浓度；秒表；
（3）若实验①②是探究温度对化学反应速率影响，那么其他条件要一样，所以V₁=30.0，V₂=20.0；根据实验④、⑤的区别：加入的分别是硫酸钾和硫酸锰，⑤的反应速率快说明是产物中的硫酸锰起到了催化作用，故答案为：30.0；探究产物是否对反应有催化作用；
（4）A．根据5组实验中，溶液的总体积是100mL，为保证实验各物质所在的溶液体积相等，保证实验的意义，所以实验③中V₃=60，故A错误；
B．实验①、③中，草酸、高锰酸钾以及硫酸的量物质的量各不一样来，混合后的浓度各不相同，所以实验①、③说明反应速率与草酸、硫酸、KMnO₄浓度有关，故B错误；
C．实验①、⑤的区别是一个开始就加入硫酸锰固体，一个开始就没有加入硫酸锰固体，根据结果是开始就加入硫酸锰固体的反应速率快，所以可推出实验①中反应速率变化：起初较小，后来生成硫酸锰，速率明显变大，最后物质的浓度减小，所以速率又逐渐变小，故C正确．
故选C．

点评 本题以探究实验为基础，考查影响化学反应速率的因素、化学实验基本操作、氧化还原反应基础知识等，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．