Question

【題目】某化學小組為了研究外界條件對化學反應速率的影響，進行了酸性高錳酸鉀與草酸的反應，記錄以下實驗數據：

實驗編號	實驗溫度	試管中所加試劑及其用量 / mL				溶液褪至無色所需時間/ min
		0.6mol/L H2C2O4 溶液	H2O	3mol/L H2SO4 稀溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
①	25	3.0	V1	2.0	3.0	1.5
②	25	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
③	50	2.0	V2	2.0	3.0	1.0

(1)請寫出該反應的離子方程式_________，當該反應以表中數據反應完全時轉移電子數為_______NA；

(2)V1=________ mL；

(3)根據上表中的實驗①、②數據，可以得到的結論是________。

(4)探究溫度對化學反應速率的影響，應選擇________(填實驗編號)；

(5)該小組同學根據經驗繪制了n(Mn 2+)隨時間變化的趨勢如圖所示，但有同學查閱已有的實驗資料發現，該實驗過程中n(Mn 2+)隨時間變化的實際趨勢如圖所示。

該小組同學根據如圖所示信息提出了新的假設，并設計以下實驗方案繼續進行實驗探究。

實驗編號	實驗溫度/℃	試管中所加試劑及其用量				再加入某種固體	溶液褪至無色所需時間 / min
④	25	0.6mol/L H2C2O4	H2O	3mol/L H2SO4	0.05mol/L KMnO4溶液
		2.0	3.0	2.0	3.0	MnSO4	t

①小組同學提出的假設是_________。

②若該小組同學提出的假設成立，應觀察到_______________________現象。

Answer 1

【答案】2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O 0.00075 2.0 其他條件相同時，反應物濃度減小，反應速率減慢 ②、③ Mn2+對該反應有催化作用 褪色時間變短

【解析】

(1)酸性高錳酸鉀與草酸的反應生成CO2、Mn2+和H2O，結合電荷守恒、原子守恒和電子守恒配平書寫離子方程式，分析圖表數據n(KMnO4)=0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，結合化學方程式定量關系分析判斷，高錳酸鉀完全反應，據此計算電子轉移總數；

(2)探究H2C2O4溶液濃度對反應速率的影響，則必須保證其他影響反應速率的因素是相同的；

(3)實驗①和②除H2C2O4溶液濃度不同，其它均相同；

(4)實驗②和③除溫度不同，其它均相同；

(5)①由圖乙可知反應開始后錳離子濃度增大，反應速率增加的比較快，所以探究的是硫酸錳在反應中的作用；

②若反應加快，說明Mn2+是催化劑，反應過程中溶液褪色時間減少。

(1)酸性高錳酸鉀與H2C2O4的反應生成CO2、Mn2+和H2O，結合電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得配平的離子方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，分析圖表數據n(KMnO4)=0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，n(H2C2O4)=0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，結合化學方程式定量關系分析判斷，高錳酸鉀完全反應，據此計算電子轉移總數=0.00015mol×(7-2)×NA=7.5×10-4NA；

(2)探究H2C2O4溶液濃度對反應速率的影響，必須保證其他影響反應速率的因素是相同的，而由實驗②可知，H2C2O4溶液、H2O、KMnO4溶液和稀硫酸的體積和為10.0mL，由于須保證KMnO4 溶液的濃度相同，故V1=2.0mL；

(3)由實驗①和②數據可知，H2C2O4溶液濃度不同，說明探究濃度對反應速率的影響，可知其他條件不變，增大反應物的濃度，加快反應速率；

(4)由實驗②和③數據可知，除溫度不同，其它均相同，說明探究溫度對反應速率的影響，故應該選擇②③；

(5)①由圖乙可知反應開始后速率增大較快，說明Mn2+對該反應起催化劑的作用；

②若該小組同學提出的假設成立，則反應速率加快，溶液褪色的時間小于1.5min，從而說明Mn2+是催化劑。