Question

【題目】某化學實驗小組用酸性KMnO4溶液與草酸（H2C2O4）溶液反應，研究外界條件對反應速率的影響，實驗操作及現象如下：

編號	實驗操作	實驗現象
I	向一支試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，再加入1滴3 mol/L硫酸和9滴蒸餾水，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	前10 min內溶液紫色無明顯變化，后顏色逐漸變淺，30 min后幾乎變為無色
II	向另一支試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	80 s內溶液紫色無明顯變化，后顏色迅速變淺，約150 s后幾乎變為無色

（1）寫出高錳酸鉀與草酸反應的離子方程式：______________________________。

（2）由實驗I、II可得出的結論是_______________________________。

（3）關于實驗II中80 s后溶液顏色迅速變淺的原因，該小組提出猜想：反應中生成的Mn2+對該反應有催化作用。利用提供的試劑設計實驗III，驗證猜想。提供的試劑：0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，0.1 mol/L草酸溶液，3 mol/L硫酸，MnSO4溶液，MnSO4固體，蒸餾水補全實驗III的操作：向試管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，_______，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液。

（4）該小組擬采用如圖所示的實驗方案繼續探究KMnO4溶液濃度對反應速率的影響。你認為他們的實驗方案______（填“合理”或“不合理”），理由是___________。

Answer 1

【答案】5H2C2O4＋2MnO4-＋6H+==2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 其他條件相同時，H+（或硫酸）濃度越大，反應速率越快 再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固體 不合理 KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，無法通過比較褪色時間長短判斷反應快慢

【解析】

⑴高錳酸鉀與草酸反應生成錳離子、二氧化碳、水。

⑵實驗I、II其他條件相同，只是氫離子濃度不相同，氫離子濃度越大，變色所需時間越短，反應速率越快。

⑶為了驗證實驗II中80 s后溶液顏色迅速變淺的是否有錳離子其催化作用，應其他條件相同，只改變錳離子的量。

⑷高錳酸鉀濃度不同，則高錳酸鉀溶液顏色深淺不同，不能通過褪色時間長短來判斷應快慢。

⑴高錳酸鉀與草酸反應生成錳離子、二氧化碳、水，其離子方程式：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H+ = 2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O；故答案為：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H+ = 2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O。

⑵實驗I、II其他條件相同，只是氫離子濃度不相同，氫離子濃度越大，變色所需時間越短，反應速率越快，因此實驗I、II可得出的結論是其他條件相同時，H+(或硫酸)濃度越大，反應速率越快；故答案為：其他條件相同時，H+(或硫酸)濃度越大，反應速率越快。

⑶為了驗證實驗II中80 s后溶液顏色迅速變淺的是否有錳離子其催化作用，應其他條件相同，只改變錳離子的量，因此向試管中先加入1 mL 0.01 molL1酸性KMnO4溶液，再加入10滴3 molL1硫酸，然后加入少量MnSO4固體，最后加入1 mL 0.1 molL1草酸溶液；故答案為：再加入10滴3 molL1硫酸，然后加入少量MnSO4固體。

⑷由于高錳酸鉀濃度不同，則高錳酸鉀溶液顏色深淺不同，不能通過褪色時間長短來判斷應快慢，因此他們的實驗方案不合理；故答案為：不合理；KMnO4溶液濃度不同，溶液起始顏色深淺不同，無法通過比較褪色時間長短判斷反應快慢。