题目内容
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
探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为：
Mn（Ⅶ）
Mn（Ⅵ）
Mn（Ⅵ）
Mn（Ⅲ）
Mn（C2O4）3-2n→Mn2++CO2
【提出假设】假设1：该反应为放热
假设2：反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
假设3：K+对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是
【设计、完成实验】
（1）称取 g草酸晶体（H2C2O4?2H2O），配置500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液．
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和 ．
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是 （填下列选项的字母序号）．
A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘
B．定容时俯视刻度线
C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水
D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容
（2）完成探究，记录数据
则x= ，假设 成立
（3）由于KMnO4能氧化水中有机物等因素，配置好稳定的KMnO4溶液，其浓度需标定．
取10.00mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于锥形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO4溶液40.00mL，
则草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为： ．
上述实验中KMnO4溶液的物质的量浓度为 ．
探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为：
Mn（Ⅶ）
| Mn2+ |
| Mn2+ |
| Mn2+ |
| C2O42- |
【提出假设】假设1：该反应为放热
假设2：反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
假设3：K+对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是
【设计、完成实验】
（1）称取
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是
A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘
B．定容时俯视刻度线
C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水
D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容
（2）完成探究，记录数据
| 实验 编号 | 烧杯中所加试剂及用量（mL） | 控制条件 | 溶液褪 色时间 （s） | |||
| 0.10mol/L H2C2O4溶液 | 等浓度 KMnO4溶液 | H2O | 0.50mol/L 稀硫酸 | |||
| 1 | 30 | 20 | 30 | 20 | 18 | |
| 2 | 30 | 20 | 30 | 20 | 水浴控制温度65℃ | 15 |
| 3 | 30 | 20 | 30 | 20 | 加入少量MnSO4固体 | 3.6 |
| 4 | 30 | 20 | x | 20 | 加入5mL 0.10mol/L K2SO4溶液 | 18 |
（3）由于KMnO4能氧化水中有机物等因素，配置好稳定的KMnO4溶液，其浓度需标定．
取10.00mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于锥形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO4溶液40.00mL，
则草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为：
上述实验中KMnO4溶液的物质的量浓度为
考点：探究浓度、催化剂对化学平衡的影响
专题：
分析：【提出假设】：随着反应的进行，反应物的浓度降低，会导致反应速率减慢；
【设计完成实验】：（1）根据n=CV 和m=nM来计算；
①根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀来选择使用的仪器；
②根据C=
，通过判断不当操作对溶质的物质的量n和溶液体积V的影响来分析误差．
（2）利用控制变量法来探究K+对该反应有无催化作用，从而得出加入水的体积；通过溶液褪色的时间来分析假设的成立与否；
（3）根据题干信息可知：KMnO4溶液与H2C2O4发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2，从而写出反应的离子方程式；根据离子方程式中KMnO4与H2C2O4量的关系，设出KMnO4溶液的物质的量浓度，即可求解．
【设计完成实验】：（1）根据n=CV 和m=nM来计算；
①根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤是：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀来选择使用的仪器；
②根据C=
| n |
| V |
（2）利用控制变量法来探究K+对该反应有无催化作用，从而得出加入水的体积；通过溶液褪色的时间来分析假设的成立与否；
（3）根据题干信息可知：KMnO4溶液与H2C2O4发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2，从而写出反应的离子方程式；根据离子方程式中KMnO4与H2C2O4量的关系，设出KMnO4溶液的物质的量浓度，即可求解．
解答：
解：【提出假设】：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，故浓度对反应速率的影响是会导致反应速率减慢，而根据题意可知，反应速率是先慢后快，故不可能是浓度导致的反应速率的变化，故答案为：随反应物浓度降低，反应速率减慢；
【设计完成实验】：（1）配制500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液，所需的草酸的物质的量n=CV=0.5L×0.10mol/L=0.05mol，即需要的草酸晶体（H2C2O4?2H2O）的物质的量为0.05mol，质量m=nM=0.05mol×126g/mol=6.3g，故答案为：6.3；
①配制过程中用到的仪器是：托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，其中用到的2种定量仪器是托盘天平和500mL容量瓶，故答案为：500mL容量瓶；
②A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘此时m物=m砝-m游，会导致所称量的药品的质量偏小，则浓度偏低，故A选；
B．定容时俯视刻度线，会导致溶液体积偏小，则浓度偏大，故B不选；
C．只要最后定容时凹液面与刻度线相切即可，至于水是事先就有的还是后来加入的，对浓度无影响，故C不选；
D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线是正常的，立即用胶头滴管加水，会导致溶液的浓度偏低，故D选．
故选AD；
（2）若要探究K+对该反应有无催化作用，必须保持其他的影响因素如H2C2O4的浓度、KMnO4的浓度以及稀硫酸的浓度与实验1是相同的，而H2C2O4、KMnO4以及稀硫酸的加入的物质的量相同，故若使浓度相同，则必须溶液体积与实验1相同，故加入的水的体积X=25mL，根据溶液褪色的时间可以看出，Mn2+对该反应有催化作用，导致反应速率加快，溶液褪色的时间缩短，故假设2是成立的，故答案为：25mL；2；
（3）根据题干信息可知：KMnO4溶液与H2C2O4发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2，故离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2+2Mn2++8H2O；
设KMnO4溶液的物质的量浓度为Xmol/L，根据反应：5H2C2O4 +2MnO4-+6H+=10CO2 +2Mn2++8H2O；
5 2
0.01L×0.10mol/L Xmol/L×0.04L
可得：
=
解得X=0.010mol/L
故答案为：0.010mol/L．
【设计完成实验】：（1）配制500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液，所需的草酸的物质的量n=CV=0.5L×0.10mol/L=0.05mol，即需要的草酸晶体（H2C2O4?2H2O）的物质的量为0.05mol，质量m=nM=0.05mol×126g/mol=6.3g，故答案为：6.3；
①配制过程中用到的仪器是：托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，其中用到的2种定量仪器是托盘天平和500mL容量瓶，故答案为：500mL容量瓶；
②A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘此时m物=m砝-m游，会导致所称量的药品的质量偏小，则浓度偏低，故A选；
B．定容时俯视刻度线，会导致溶液体积偏小，则浓度偏大，故B不选；
C．只要最后定容时凹液面与刻度线相切即可，至于水是事先就有的还是后来加入的，对浓度无影响，故C不选；
D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线是正常的，立即用胶头滴管加水，会导致溶液的浓度偏低，故D选．
故选AD；
（2）若要探究K+对该反应有无催化作用，必须保持其他的影响因素如H2C2O4的浓度、KMnO4的浓度以及稀硫酸的浓度与实验1是相同的，而H2C2O4、KMnO4以及稀硫酸的加入的物质的量相同，故若使浓度相同，则必须溶液体积与实验1相同，故加入的水的体积X=25mL，根据溶液褪色的时间可以看出，Mn2+对该反应有催化作用，导致反应速率加快，溶液褪色的时间缩短，故假设2是成立的，故答案为：25mL；2；
（3）根据题干信息可知：KMnO4溶液与H2C2O4发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2，故离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2+2Mn2++8H2O；
设KMnO4溶液的物质的量浓度为Xmol/L，根据反应：5H2C2O4 +2MnO4-+6H+=10CO2 +2Mn2++8H2O；
5 2
0.01L×0.10mol/L Xmol/L×0.04L
可得：
| 5 |
| 0.001 |
| 2 |
| 0.04X |
解得X=0.010mol/L
故答案为：0.010mol/L．
点评：本题考查了温度、催化剂对反应速率的影响以及酸碱中和滴定的有关计算，综合性较强，难度适中．
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| C、I-的还原性比Cl-强 |
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