Question

酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應。某探究小組利用反應過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應速率的因素。
Ⅰ.實驗前首先用濃度為0.1000mol?L^-1酸性KMnO₄標準溶液滴定未知濃度的草酸。
（1）寫出滴定過程中發生反應的化學方程式為                                。
（2）滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是         。

（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會使測得的草酸溶液濃度         
（填“偏高”、“偏低”、或“不變”）。
Ⅱ.通過滴定實驗得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L^-1 。用該草酸溶液按下表進行后續實驗（每次實驗草酸溶液的用量均為8mL）。

實驗編號	溫度（℃）	催化劑 用量(g)	酸性高錳酸鉀溶液		實驗目的 a. 實驗1和2探究                          ； b. 實驗1和3探究反應物濃度對該反應速率的影響； c. 實驗1和4探究催化劑對該反應速率的影響。
			體積 （mL）	濃度 (mol?L-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

 
（4）寫出表中a 對應的實驗目的                             ；若50°C時，草酸濃度c(H₂C₂O₄)隨反應時間t的變化曲線 如下圖所示，保持其他條件不變，請在圖中畫出25°C時c(H₂C₂O₄)隨t的變化曲線示意圖。

（5）該小組同學對實驗1和3分別進行了三次實驗，測得以下實驗數據（從混合振蕩均勻開始計時）：

實驗編號	溶液褪色所需時間（min）
	第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數據后得出“當其它條件相同時，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時間就越短，即反應速率就越快”的結論。甲同學認為該小組“探究反應物濃度對速率影響”的實驗方案設計中存在問題，從而得到了錯誤的實驗結論，請簡述甲同學改進的實驗方案                                             。
（6）該實驗中使用的催化劑應選擇MnSO₄而不是MnCl₂，原因可用離子方程式表示為                                               。

Answer 1

(每空2分)
（1）2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺= 2Mn²⁺ + 10CO₂ ↑+ 8H₂O
（2）A
（3） 偏高
（4）探究溫度不同對反應速率的影響

（5）其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應，測量溶液褪色時間。
（6）2MnO₄^—+ 10Cl^— + 16H⁺ = 5Cl₂↑+ 2Mn²⁺ + 8H₂O

解析試題分析：（1）草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液發生氧化還原反應，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為Mn²⁺，離子方程式為2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺= 2Mn²⁺ + 10CO₂ ↑+ 8H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀氧化性強，所以在該實驗中選擇酸式滴定管，滴定時用左手的大拇指、食指、中指旋轉滴定管的旋塞，所以答案選A；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，對初讀數無影響，但滴定后消失，會使末讀數偏大，二者的差值為酸性高錳酸鉀溶液滴定的體積，導致計算出的草酸溶液的濃度偏高；
（4）實驗1和2相比，只有溫度不同，所以a的目的是探究溫度不同對反應速率的影響；25°C低于50°C，所以反應速率慢，溶液褪色所需時間長，所畫曲線的起點相同，較平緩，在50°C曲線的略上方即可；
（5）探究反應物濃度對速率影響時應在其他條件不變時改變某種反應物的濃度，在本實驗中褪色的是酸性高錳酸鉀溶液，所以酸性高錳酸鉀的溶液的體積、濃度 應是不能變的，而只改變草酸的濃度（體積不變），觀察溶液褪色的時間，所以其它條件相同時，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應，測量溶液褪色時間。
（6） 該實驗中使用的催化劑應選擇MnSO₄而不是MnCl₂，是因為氯離子與酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應 而生成氯氣，消耗酸性高錳酸鉀溶液，使滴定結果偏高，發生的離子方程式是2MnO₄^—+ 10Cl^— + 16H⁺ = 5Cl₂↑+ 2Mn²⁺ + 8H₂O
考點：考查溶液滴定的實驗，實驗操作、誤差分析，試劑的選擇，離子方程式的書寫