Question

酸性KMnO₄溶液能與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)。某探究小組利用反應(yīng)過程中溶液紫色消失快慢的方法來研究影響反應(yīng)速率的因素。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)前首先用濃度為0.1000mol?L^-1酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸。
（1）寫出滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                。
（2）滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是         。

（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，會(huì)使測(cè)得的草酸溶液濃度         
（填“偏高”、“偏低”、或“不變”）。
Ⅱ.通過滴定實(shí)驗(yàn)得到草酸溶液的濃度為0.2000mol·L^-1 。用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)草酸溶液的用量均為8mL）。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度（℃）	催化劑 用量(g)	酸性高錳酸鉀溶液		實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />a. 實(shí)驗(yàn)1和2探究                          ； b. 實(shí)驗(yàn)1和3探究反應(yīng)物濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； c. 實(shí)驗(yàn)1和4探究催化劑對(duì)該反應(yīng)速率的影響。
			體積 （mL）	濃度 (mol?L-1)
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

 
（4）寫出表中a 對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?u>                             ；若50°C時(shí)，草酸濃度c(H₂C₂O₄)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線 如下圖所示，保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出25°C時(shí)c(H₂C₂O₄)隨t的變化曲線示意圖。

（5）該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)1和3分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（從混合振蕩均勻開始計(jì)時(shí)）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溶液褪色所需時(shí)間（min）
	第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述數(shù)據(jù)后得出“當(dāng)其它條件相同時(shí)，酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小，褪色時(shí)間就越短，即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論。甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對(duì)速率影響”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中存在問題，從而得到了錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，請(qǐng)簡(jiǎn)述甲同學(xué)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案                                             。
（6）該實(shí)驗(yàn)中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO₄而不是MnCl₂，原因可用離子方程式表示為                                               。

Answer 1

(每空2分)
（1）2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺= 2Mn²⁺ + 10CO₂ ↑+ 8H₂O
（2）A
（3） 偏高
（4）探究溫度不同對(duì)反應(yīng)速率的影響

（5）其它條件相同時(shí)，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測(cè)量溶液褪色時(shí)間。
（6）2MnO₄^—+ 10Cl^— + 16H⁺ = 5Cl₂↑+ 2Mn²⁺ + 8H₂O

試題分析：（1）草酸（H₂C₂O₄）溶液與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，草酸被氧化為二氧化碳，高錳酸鉀被還原為Mn²⁺，離子方程式為2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺= 2Mn²⁺ + 10CO₂ ↑+ 8H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀氧化性強(qiáng)，所以在該實(shí)驗(yàn)中選擇酸式滴定管，滴定時(shí)用左手的大拇指、食指、中指旋轉(zhuǎn)滴定管的旋塞，所以答案選A；
（3）若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，對(duì)初讀數(shù)無影響，但滴定后消失，會(huì)使末讀數(shù)偏大，二者的差值為酸性高錳酸鉀溶液滴定的體積，導(dǎo)致計(jì)算出的草酸溶液的濃度偏高；
（4）實(shí)驗(yàn)1和2相比，只有溫度不同，所以a的目的是探究溫度不同對(duì)反應(yīng)速率的影響；25°C低于50°C，所以反應(yīng)速率慢，溶液褪色所需時(shí)間長(zhǎng)，所畫曲線的起點(diǎn)相同，較平緩，在50°C曲線的略上方即可；
（5）探究反應(yīng)物濃度對(duì)速率影響時(shí)應(yīng)在其他條件不變時(shí)改變某種反應(yīng)物的濃度，在本實(shí)驗(yàn)中褪色的是酸性高錳酸鉀溶液，所以酸性高錳酸鉀的溶液的體積、濃度 應(yīng)是不能變的，而只改變草酸的濃度（體積不變），觀察溶液褪色的時(shí)間，所以其它條件相同時(shí)，利用等量且少量的高錳酸鉀與等體積不同濃度的足量草酸溶液反應(yīng)，測(cè)量溶液褪色時(shí)間。
（6） 該實(shí)驗(yàn)中使用的催化劑應(yīng)選擇MnSO₄而不是MnCl₂，是因?yàn)槁入x子與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng) 而生成氯氣，消耗酸性高錳酸鉀溶液，使滴定結(jié)果偏高，發(fā)生的離子方程式是2MnO₄^—+ 10Cl^— + 16H⁺ = 5Cl₂↑+ 2Mn²⁺ + 8H₂O