Question

【題目】KMnO4是中學化學常見的試劑。

Ⅰ．某小組擬用酸性KMnO4溶液與H2C2O4（弱電解質）的反應來探究“外界條件對化學反應速率的影響”，并設計了如下的方案記錄實驗結果（忽略溶液混合體積變化）。限選試劑和儀器：0.20mol／L H2C2O4溶液、0.010mol／L KMnO4酸性溶液、蒸餾水、試管、量筒、秒表、恒溫水浴槽

物理量 編號	V（0.20 mol／L H2C2O4溶液）／mL	甲	V（0.010mol／L KMnO4溶液）／mL	M（MnSO4固體）／g	T／℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.0	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列問題：

（1）完成上述反應原理的離子反應方程式________

（2）上述實驗①②是探究________對化學反應速率的影響；若上述實驗②③是探究濃度對化學反應速率的影響，則表格中“甲”應填寫________，a為________；

乙是實驗需要測量的物理量，則表格中“乙”應填寫________。

上述實驗②④是探究________對化學反應速率的影響。

Ⅱ．某化學小組利用下圖裝置進行實驗證明氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2。限選試劑：KBr溶液、KMnO4溶液、濃鹽酸、濃硫酸

（3）裝置a、d中盛放的試劑分別是：________、________；

（4）實驗中觀察到的現象為________________________________；

此實驗裝置的不足之處是____________________。

Answer 1

【答案】 溫度 V（蒸餾水）／mL 1.0 t（溶液褪色時間）／s 催化劑 濃鹽酸 KBr溶液 c中有黃綠色氣體產生 d中溶液變為棕（橙）黃色 沒有尾氣吸收裝置

【解析】Ⅰ．（1）反應中Mn元素化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，碳元素化合價從+3價升高到+4價，失去1個電子，所以根據電子得失守恒和原子守恒可知反應的離子方程式為2MnO4－+5H2C2O4+6H＋＝2Mn2＋+10CO2↑+8H2O；（2）當探究某一種因素對反應速率的影響時，必須保持其他影響因素一致，通過比較實驗①②的反應條件可知，實驗①②可探究溫度對反應速率的影響；實驗②③中的H2C2O4溶液的加入體積不同，故要探究H2C2O4溶液濃度不同對反應速率的影響，但反應體積溶液的總體積需相同，故應加入蒸餾水來確保溶液的總體積均為6.0mL，則a的值為1.0；要準確描述反應速率的快慢，必須準確測得溶液褪色時間的長短，故乙要測量的物理量是溶液褪色的時間（t溶液褪色時間/s）；上述實驗②④中不同之處再與④中加入了硫酸錳固體，因此是探究催化劑對化學反應速率的影響。

Ⅱ．（3）要證明氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2，則需要利用高錳酸鉀氧化濃鹽酸產生氯氣，氯氣通入溴化鉀溶液中產生溴，所以裝置a、d中盛放的試劑分別是濃鹽酸、KBr溶液；（4）根據以上分析可知實驗中觀察到的現象為c中有黃綠色氣體產生，d中溶液變為棕（橙）黃色；氯氣和溴均有毒，則此實驗裝置的不足之處是沒有尾氣吸收裝置。