Question

【題目】甲、乙同學用0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4溶液、一定量的蒸餾水等試劑，進行探究實驗，通過測定溶液褪色所需時間來探究濃度、溫度對反應速率的影響。

（1）已知酸性KMnO4與H2C2O4反應后Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素轉化為CO2氣體逸出，請寫出該反應的化學方程式____________。

（2）為探究反應物濃度、溫度對化學反應速率的影響。甲同學設計的實驗方案如下表：

實驗序號	溫度/℃	體積V/ mL
		H2C2O4溶液	水	KMnO4溶液	H2SO4溶液
1	25	10.0	0.0	4.0	2.0
2	25	8.0	a	4.0	2.0
3	50	b	0.0	4.0	2.0

①若以實驗1為對照組，為了達到實驗探究目的則a=____________，b=____________。

②若實驗1測得溶液褪色所需時間為5s，則用高錳酸鉀表示的反應速率為______________________。

（3）乙同學部分實驗設計方案如下表：

編號	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	mol/L	mL	mol/L	mL
①	0.10	2.0	0.01	4.0	25
②	0.10	2.0	0.02	4.0	25
……

該同學想通過實驗①和②探究反應物濃度對化學反應速率的影響，請你對該方案的合理性進行評價，并說明理由__________________________。

Answer 1

【答案】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O 2.0 10.0 0.0005 mol/(L·s) 不合理，沒有硫酸溶液的體積

【解析】

（1）酸性KMnO4與H2C2O4反應后，Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素轉化為CO2氣體逸出，用化合價升降法配平化學方程式；

（2）探究反應物濃度、溫度對化學反應速率的影響，由控制變量法可知，只改變草酸的濃度即可， 由第一組實驗，H2C2O4溶液和水的總體積為10.0 ml， 可以求出a，b的值；利用草酸的物質的量和高錳酸鉀的物質的量關系，得出草酸過量，高錳酸鉀完全反應，利用速率公式計算出速率；

（3）由于該實驗是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的結果，而實驗中沒有給硫酸的體積，故不合理；

（1）酸性KMnO4與H2C2O4反應后，Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素轉化為CO2氣體逸出，用化合價升降法配平化學方程式，故化學方程式為2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O，

故答案為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O；

（2）①探究反應物濃度、溫度對化學反應速率的影響，由控制變量法可知，只改變草酸的濃度即可， 由第一組實驗，H2C2O4溶液和水的總體積為10.0，即a=2.0，b=10.0，

故答案為：2.0；10.0；

②實驗一取了4ml0.01mol/L KMnO4溶液，草酸的物質的量為10ml×0.10mol/L =0.001mol，高錳酸鉀的物質的量為0.01 mol/L×0.004L=0.00004mol；草酸和高錳酸鉀的物質的量之比為0.001mol：0.00004mol=25:1；顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應，混合后溶液中高錳酸鉀的平均速率為： = 0.0005 mol/(L·s) ，

故答案為：0.0005 mol/(L·s)

（3）由于該實驗是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的結果，而實驗中沒有給硫酸的體積，故不合理，

故答案為：不合理，沒有硫酸溶液的體積。