Question

2．某研究性学习小组以酸性KMnO₄溶液和草酸（H₂C₂O₄，二元弱酸）溶液为例，研究影响化学反应速率的因素，设计如表方案：

实验 编号	0.01mol•L-1酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1 H2C2O4溶液	水	反应温度/℃	反应时间/s
①	5.0mL	5.0mL	0	20	125
②	V1	V2	2.0mL	20	320
③	5.0mL	5.0mL	0	50	30

（1）该反应的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（2）实验的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．
（3）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，则V₁=5.0mL，V₂=3.0mL．
（4）下列有关该实验的叙述正确的是C、D．
A．实验时不能用量筒来量取液体的体积
B．实验时应将5.0mLKMnO₄溶液与5.0mL H₂C₂O₄溶液混合后，立即按下秒表，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中至反应结束时，按下秒表，记录读数．
C．在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性
D．实验①和③可研究温度对反应速率的影响
（5）某小组在进行每组实验时，均发现该反应是开始很慢，突然会加快，其可能的原因是反应生成的Mn²⁺对反应有催化作用．

Answer 1

分析 （1）KMnO₄和H₂C₂O₄发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳、水，根据得失电子守恒、电荷守恒配平离子方程式；
（2）溶液混合后显示紫红色，当紫红色褪去后计时结束；
（3）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，要保证变量单一；
（4）根据规范的操作要求，实验探究的基本原理分析回答；
（5）考虑催化剂对化学反应速率的影响．

解答 解：（1）KMnO₄和H₂C₂O₄发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳、水，KMnO₄和中锰降低了5价，1个H₂C₂O₄分子中有2个+3价的C，所以升高1×2=2价，根据化合价升降总数相等可以确定KMnO₄和H₂C₂O₄的比例关系为：2：5，再根据电荷守恒配平离子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）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；
（3）实验①和②研究浓度对反应速率的影响，高锰酸钾作为指示剂，浓度不变，都是5.0mL，所以V₁=5.0，溶液总体积为10.0mL，则V₂=10.0-5.0-2.0=3.0，
故答案为：V₁=5.0，V₂=3.0；
（4）A．实验时可以用量筒量取体积，故A错误；
B．实验时应将5.0mLKMnO₄溶液与5.0mL H₂C₂O₄溶液混合后，再将盛有混合液的烧杯置于相应温度的水浴中，立即按下秒表，至反应结束时，按下秒表，记录读数，故B错误；
C．在同一温度下，最好采用平行多次实验，以确保实验数据的可靠性，故C正确；
D．实验①和③对应物质的体积相同，可研究温度对反应速率的影响，故D正确；
故答案为：CD；
（5）从实验数据分析，MnSO₄溶液在反应中为催化剂，可能原因为反应生成的Mn²⁺对反应有催化作用，
故答案为：反应生成的Mn²⁺对反应有催化作用．

点评 本题考查影响化学反应速率的因素，明确探究影响化学反应速率因素的方法，要认真分析题中信息，得出合理结论，本题难度中等．