Question

【題目】草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液反應時，溶液褪色總是先慢后快，某學習小組探究反應過程中使褪色加快的主要原因，過程如下:

【查閱資料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應歷程為：

【提出假設】假假設1: 該反應為放熱反應

假設2:反應生成的Mn2＋對該反應有催化作用

假設3: K+對該反應有催化作用

該小組同學未提出濃度使反應速率加快的假設，原因是___________________________________________

【設計、完成實驗】

（1）稱取_______g草酸晶體（H2C2O4·2H2O），配置500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液。

①在上述過程中必須用到的2種定量儀器是托盤天平和___________________________。

②下列操作會使所配溶液濃度偏低的是_______(填下列選項的字母序號）。

A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤

B．定容時俯視刻度線

C．將燒杯中溶液轉移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水

D．搖勻后，發現溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容

（2）完成探究，記錄數據

實驗 編號	燒杯中所加試劑及用量（mL）				控制條件	溶液褪色時間(s)
	0.10mol/L H2C2O4溶液	等濃度 KMnO4溶液	H2O	0.50mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制溫度65℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固體	3.6
4	30	20	x	20	加入5mL 0.10mol/L K2SO4溶液	18

則x =________________，假設___________成立

（3）由于KMnO4能氧化水中有機物等因素，配制好穩定的KMnO4溶液，其濃度需標定。取10.00 mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于錐形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定并記錄數據，平行三次實驗，平均消耗KMnO4溶液40.00 mL，

判斷滴定終點的現象為_____________________________。上述實驗中KMnO4溶液的物質的量濃度為_______________________________。

Answer 1

【答案】 隨反應物濃度降低，反應速率減慢 6.3 500ml容量瓶 AD 25mL 2 滴入最后一滴溶液至錐形瓶中恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色 0.010mol·L－1

【解析】草酸(H2C2O4)溶液與酸性KMnO4溶液反應時，溶液褪色總是先慢后快，因為隨反應進行，反應物濃度降低，反應速率減慢，則探究反應過程中使褪色加快的主要原因不考慮濃度的影響，故答案為：隨反應物濃度降低，反應速率減慢；

(1)草酸晶體的質量為0.5L×0.1mol/L×126g/mol=6.3g，故答案為：6.3；

①稱量固體質量需要托盤天平，配制溶液需要容量瓶，則配制溶液必須用到的2種定量儀器是托盤天平和500mL容量瓶，故答案為：500mL容量瓶；

②A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤，晶體質量偏小，則n偏小，所配溶液濃度偏低，故A選；B．定容時俯視刻度線，水加少，V偏小，則所配溶液濃度偏高，故B不選；C．將燒杯中溶液轉移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水，對實驗無影響，所配溶液濃度不變，故C不選；D．搖勻后，發現溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容，則V偏大，所配溶液濃度偏低，故D選；故答案為：AD；

(2)若要探究K+對該反應有無催化作用，必須保持其他的影響因素如H2C2O4的濃度、KMnO4的濃度以及稀硫酸的濃度與實驗1是相同的，而H2C2O4、KMnO4以及稀硫酸的加入的物質的量相同，故若使濃度相同，則必須溶液體積與實驗1相同，故加入的水的體積X=25mL，根據溶液褪色的時間可以看出，Mn2+對該反應有催化作用，導致反應速率加快，溶液褪色的時間縮短，故假設2是成立的，故答案為：25mL；2；

(3)草酸溶液與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應，反應生成Mn2+、CO2、H2O，離子反應為5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，根據方程式可知，滴定終點的現象為滴入最后一滴溶液至錐形瓶中恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色，n(H2C2O4)=0.01L×0.10mol/L =0.001mol，由離子反應方程式可知KMnO4溶液的物質的量濃度為=0.010mol/L，故答案為：滴入最后一滴溶液至錐形瓶中恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色；0.010mol/L。