Question

9．某研究性学习小组为了研究影响化学反应速率的因素，设计如下方案：

实验编号	0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1H2C2O4溶液	水	1mol•L-1MnSO4溶液	反应温度/℃	反应时间
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	125
Ⅱ	V1 mL	V2 mL	1mL	0	20	320
Ⅲ	V3 mL	V4 mL	V5mL	0	50	30
Ⅳ	2mL	2mL	0	2滴	20	10

已知：反应的方程式（未配平）：KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O
（1）实验记时方法是从溶液混合开始记时，至紫红色刚好褪去时记时结束．
（2）实验I和Ⅱ研究浓度对反应速率的影响，实验Ⅰ和Ⅲ研究温度对反应速率的影响．则
V₁=2V₂=1V₃=2V₄=2V₅=0．
（3）从实验数据分析，实验I和IV研究催化剂对反应的影响．
（4）请配平上面的化学方程式：
 2KMnO₄+5H₂C₂O₄+ 3H₂SO₄= 1K₂SO₄+ 2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）利用高锰酸钾的颜色来判断；
（2）实验I和II研究浓度对反应速率的影响，温度相同，浓度不同；实验I和III研究温度对反应速率的影响，浓度相同中，温度不同；
（3）实验I和实验IV对比，其他条件相同，实验IV加入MnSO₄溶液为催化剂；
（4）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式．

解答 解：（1）实验计时方法是从溶液混合开始记时，到紫红色刚好褪去计时结束，故答案为：紫红色刚好褪去；
（2）根据实验目的，选择合理数据：高锰酸钾本身作为指示剂，浓度不变，都是2mL，V₁=2mL，V₃=2mL；实验I和II研究浓度对反应速率的影响，用水来控制溶液的总体积相同，所以草酸体积V₂=1mL；实验I和III研究温度对反应速率的影响，浓度全部相同，V₄=2mL，V₅=0mL，
故答案为：2；1；2；2；0；
（3）从实验数据分析，实验I和实验IV对比，其他条件相同，实验IV加入MnSO₄后反应速率加快，所以MnSO₄溶液在反应中为催化剂，故答案为：催化剂；
（4）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，其转移电子总数为10，根据转移电子守恒知，KMnO₄的计量数是2、H₂C₂O₄的计量数是5，再根据原子守恒得方程式为2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═1K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，
故答案为：2；5；3；1；2；10；8．

点评 本题考查影响化学反应速率的因素、氧化还原反应的配平，需要认真分析题中信息，得出合理结论，本题难度中等．