Question

【題目】草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發生如下反應：MnO4—＋H2C2O4＋H＋→Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液與2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同條件對化學反應速率的影響。改變的條件如下：

(1)寫出該反應的離子方程式______________________，該反應中每生成1molCO2 轉移電子數為________ 。

(2)如果研究催化劑對化學反應速率的影響，使用實驗_______和________（用I~IV表示，下同）；如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗________和_________。
(3)對比實驗I和IV，可以研究________對化學反應速率的影響，實驗IV中加入1 mL蒸餾水的目的是______________________。

Answer 1

【答案】2MnO4—＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O NA Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ 硫酸的濃度或氫離子濃度 確保溶液總體積不變

【解析】

(1)氧化還原反應可根據得失電子守恒進行配平；

(2)探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在其它條件相同的條件下設置對比實驗；
(3)對比實驗I和IV，根據兩個實驗中硫酸的量不同分析實驗目的；對比實驗中，必須確保溶液總體積相同。

(1)反應中MnO4—中Mn由+7價降為+2價，得到電子，發生還原反應，H2C2O4中C由+3價升為+4價，失去電子，發生氧化反應，根據氧化還原反應中得失電子守恒可知，MnO4—與H2C2O4化學計量數之比為2:5，再根據原子守恒和電荷守恒配平方程式，2MnO4—＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，因此該反應中每生成1molCO2 轉移電子數為1mol電子，即NA個電子。

(2)由實驗目的可以知道，探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在相同的條件下對比實驗；同濃度溶液，在相同溫度下進行反應，Ⅰ無催化劑，，Ⅱ有催化劑，Ⅰ、Ⅱ是研究催化劑對化學反應速率的影響；如果研究溫度對化學反應速率的影響，則除了溫度不同外,其它條件必須完全相同，所以Ⅰ和Ⅲ是探究溫度對反應速率的影響；
(3)對比實驗I和IV，10%硫酸的體積不同，說明兩組實驗中的反應物的濃度不同，所以探究的是反應物硫酸(或氫離子)的濃度對化學反應速率的影響；
對比實驗I和IV，IV中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液總體積不相等，實驗IV中需要加入1mL蒸餾水，確保反應溶液的總體積相同。