Question

（15分）某化學小組為了研究外界條件對化學反應速率的影響，進行了如下實驗：

【實驗原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 ＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O

【實驗內容及記錄】

實驗編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL	室溫下溶液顏色褪至無色所需時間 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

請回答：

（1）根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結論是 。

（2）利用實驗1中數(shù)據(jù)計算，若用KMnO4的濃度變化表示的反應速率為：υ(KMnO4)＝ 。

（3）該小組同學根據(jù)經驗繪制了n(Mn2+) 隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示。但有同學查閱已有的實驗資料發(fā)現(xiàn)，該實驗過程中n(Mn2+) 隨時間變化的趨勢應如圖2所示。該小組同學根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設，并繼續(xù)進行實驗探究。

①該小組同學提出的假設是 。

②請你幫助該小組同學完成實驗方案，并填寫表中空白。

實驗編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL	再向試管中加入少量固體	室溫下溶液顏色褪至無色所需時間 / min
0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若該小組同學提出的假設成立，應觀察到的現(xiàn)象是 。

（4）工業(yè)上可用電解K2MnO4濃溶液的方法制取KMnO4，則電解時，陽極發(fā)生的電極反應為 ；總方程式為 。

 

Answer 1

（1）其他條件相同時，增大H2C2O4濃度（或反應物濃度），反應速率增大（3分，每點1分）

（2）1.0×10－2 mol / (L·min) （2分）

（3） ①生成物中的MnSO4為該反應的催化劑（或Mn2+對該反應有催化作用）[2分，不指出MnSO4（或Mn2+）扣1分] ② MnSO4 （2分）

③ 與實驗1比較，溶液褪色所需時間短（2分，不寫“與實驗1比較”扣1分） 或：所用時間（t）小于1.5min（或其他合理答案）

（4）2MnO42－－2e－＝2MnO4－（或 MnO42－－e－＝MnO4－ ） （2分）；

2K2MnO4+2H2O電解2KMnO4+2KOH+H2↑（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，其他條件相同時，增大H2C2O4濃度（反應物濃度），反應速率增大。

（2）反應中消耗高錳酸鉀的濃度是 ＝0.015mol/L，所以υ(KMnO4)＝0.015mol/L÷1.5min＝1.0×10－2 mol / (L·min)。

（3）①由圖2可知反應開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應的催化劑.

②要驗證假設作對比實驗與與實驗1比較，其它條件相同時加入MnSO4即可。

③如果假設成立，則加入硫酸錳以后若反應加快，溶液褪色的時間小于1.5min，說明Mn2+是催化劑.

（4）K2MnO4制取KMnO4，反應過程中Mn元素的化合價從+6價升高到+7價，因此錳酸鉀在陽極放電，電極反應式為MnO42－－e－＝MnO4－，陰極是溶液中的氫離子放電產生氫氣，所以總反應式為2K2MnO4+2H2O電解2KMnO4+2KOH+H2↑。

考點：考查反應速率計算、外界條件對反應速率的影響以及電解原理的應用