Question

為了探究濃度對化學反應速率的影響，同學用加了稀硫酸的高錳酸鉀溶液與草酸溶液反應，比較反應速率．
（1）寫出反應的化學方程式：

 

．
（2）請完成相關實驗探究：
限選實驗儀器與試劑：燒杯、試管；0.01mol/L KMnO₄、0.02mol/L KMnO₄、0.2mol/LH₂C₂O₄、0.1mol/LH₂C₂O₄、0.1mol/LHCl、0.1mol/LH₂SO₄．
請設計實驗方案證明你的假設（在答題卡上作答）
請在答題卡上按下表格式寫出實驗操作步驟、預期現象與結論（可不填滿）．

實驗操作	預期現象與結論
	現象：   結論：

（3）在實驗過程中，同學觀察到，酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液混合后，一段時間內都觀察不到明顯的褪色現象，但是一旦觀察到溶液開始褪色的現象后，溶液幾乎瞬間就變?yōu)榱藷o色，對此，你認為可能的原因是

 

，請設計實驗，證明你的結論

 

．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

分析：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，據此書寫化學方程式；
（2）化學反應中，物質的濃度，則化學反應速率不同，據此回答判斷；
（3）根據化學反應中生成的硫酸錳對反應的催化作用來回答．

解答： 解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，反應為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（2）反應物的濃度不同，則化學反應速率不同，可以控制其他條件不變，只改變草酸的濃度，草酸的濃度越大，高錳酸鉀的顏色退去的越快，反應速率越快，
故答案為：

實驗操作	預期現象與結論
取兩支試管，各加入3mL0.01mol/L KMnO4，1mL0.1mol/LH2SO4	現象：2mol/LH2C2O4溶液的KMnO4溶液褪色更快 結論：反應物濃度越大，化學反應速率越快
將一支試管中加入0.2mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色的時間
將另一支試管中加入0.1mol/LH2C2O4溶液2mL，記錄溶液褪色的時間

（3）酸性高錳酸鉀溶液與草酸溶液混合后，一段時間內都觀察不到明顯的褪色現象，但是一旦觀察到溶液開始褪色的現象后，溶液幾乎瞬間就變?yōu)榱藷o色，則說明反應中生成的MnSO₄對反應有催化作用，為了進行驗證，可以在兩支試管中各加入4mL0.01mol/L KMnO₄酸性溶液和2mL0.1mol/LH₂C₂O₄溶液，再向其中一支試管中加入一粒MnSO₄固體，搖勻，記錄溶液褪色所需時間，若加入硫酸錳后，高錳酸鉀顏色退去的速率加快，則可以證明該結論：硫酸錳的催化作用，
故答案為：反應中生成的MnSO₄對反應有催化作用；可以在兩支試管中各加入4mL0.01mol/L KMnO₄酸性溶液和2mL0.1mol/LH₂C₂O₄溶液，再向其中一支試管中加入一粒MnSO₄固體，搖勻，記錄溶液褪色所需時間．

點評：本題是一道關于影響化學反應速率的因素的實驗探究題，注意控制變量法在實驗中的應用是關鍵，難度中等．