Question

某小組擬用KMnO₄酸性溶液跟H₂C₂O₄溶液反應(yīng)，通過(guò)KMnO₄酸性溶液紫色消失的時(shí)間來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素．限選試劑：0.2mol?L^-1H₂C₂O₄溶液、0.0l mol?L^-1，KMnO₄酸性溶液、蒸餾水、MnSO₄固體．
（1）配平下列化學(xué)方程式：□KMnO₄+□H₂C₂O₃+□H₂SO₄═□MnSO₄+□CO₂↑+H₂O
（2）為方便觀(guān)察顏色變化，實(shí)驗(yàn)中n（H₂C₂O₄）：n（KMnO₄）≥

 

．
（3）完成下列設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	蒸餾水
①	為以下實(shí)驗(yàn)作參照	25℃	2mL	1mL	1mL
②	濃度的影響	25℃	2mL	2mL
③		35℃		1mL

（4）實(shí)驗(yàn)①紫色完全消失用時(shí)45s．已知溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來(lái)的3倍，則實(shí)驗(yàn)③紫色完全消失的時(shí)間約為

 

s．
（5）實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到紫色褪色開(kāi)始時(shí)較慢，隨后加快．顏色隨時(shí)間變化如圖所示：
①請(qǐng)你猜測(cè)可能的原因是

 

（只填一個(gè)原因）．
②利用所提供的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)跟實(shí)驗(yàn)①比較，以驗(yàn)證你的猜測(cè)．將所選試劑及用量填入下表中（表中不要留空格）：

溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4		蒸餾水
25℃		1mL		1mL

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等先配平發(fā)生變價(jià)的物質(zhì)的計(jì)量數(shù)，再根據(jù)原子守恒配平其它物質(zhì)；
（2）根據(jù)反應(yīng)中H₂C₂O₄和KMnO₄的計(jì)量關(guān)系來(lái)分析兩者的物質(zhì)的量之比；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)②是為了探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響來(lái)分析；實(shí)驗(yàn)③與實(shí)驗(yàn)①的溫度不同，故是要探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，而必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素相同；
（4）根據(jù)溫度升高10℃，反應(yīng)速率加快至原來(lái)的3倍，則紫色消失的時(shí)間縮短至原來(lái)的

1

3

來(lái)分析；
（5）①催化劑能加快反應(yīng)速率；
②要探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的．

解答： 解：（1）KMnO₄→MnSO₄，Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)得到5個(gè)電子，被還原，得到還原產(chǎn)物MnSO₄，H₂C₂O₄→2CO₂中C元素升高失去2個(gè)電子，被氧化得到氧化產(chǎn)物CO₂，根據(jù)得失電子守恒，KMnO₄與H₂C₂O₄的計(jì)量數(shù)之比為2：5，再根據(jù)原子守恒平衡方程為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（2）反應(yīng)中H₂C₂O₄和KMnO₄的計(jì)量關(guān)系為5：2，而本題要通過(guò)KMnO₄酸性溶液紫色消失的時(shí)間來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，故KMnO₄不能過(guò)量，故實(shí)驗(yàn)中n（H₂C₂O₄）：n（KMnO₄）≥5：2，故答案為：5：2；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)①的溫度以及KMnO₄溶液的加入量相同，是為了探究H₂C₂O₄溶液濃度不同對(duì)反應(yīng)速率的影響，故實(shí)驗(yàn)②的加入蒸餾水的量為0mL；實(shí)驗(yàn)③與實(shí)驗(yàn)①的溫度不同，故是要探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，而必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素相同，故加入的KMnO₄溶液、水的加入量均應(yīng)與實(shí)驗(yàn)①相同，即加入KMnO₄溶液2mL，加入水1mL，故答案為：

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>	溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	蒸餾水
①	為以下實(shí)驗(yàn)作參照	25℃	2mL	1mL	1mL
②	濃度的影響	25℃	2mL	2mL	0mL
③	溫度的影響	35℃	2mL	1mL	1mL

（4）實(shí)驗(yàn)①紫色完全消失用時(shí)45s，而溫度升高10℃，反應(yīng)速率加快至原來(lái)的3倍，則紫色消失的時(shí)間縮短至原來(lái)的

1

3

，故實(shí)驗(yàn)③紫色消失的時(shí)間約為15S，故答案為：15；
（5）①通過(guò)對(duì)題目的整體理解發(fā)現(xiàn)，紫色褪色開(kāi)始時(shí)較慢，隨后加快的可能原因是反應(yīng)過(guò)程中生成的Mn²⁺是本反應(yīng)的催化劑，加快了反應(yīng)速率，故答案為：Mn²⁺對(duì)本反應(yīng)有催化作用；
②要探究Mn²⁺做催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的，故加入的KMnO₄溶液為2mL，還要加入少量的MnSO₄固體，故答案為：

溫度	0.01mol．L-1KMnO4	0.2mol．L-1H2C2O4	MnSO4固體	蒸餾水
25℃	2mL	1mL	少量	1mL

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)來(lái)探究影響反應(yīng)速率的因素，難度中等，注意要探究一個(gè)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，必須保持其他影響反應(yīng)速率的因素是相同的．