Question

4．草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應(yīng)：MnO₄+H₂C₂O₄+H⁺--Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）
用4mL0.001mol/LKMnO₄溶液與2mL0.01mol/LH₂C₂O₄溶液，研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．改變的條件如下：

組別	10%硫酸體積/mL	溫度/℃	其他物質(zhì)
Ⅰ	2mL	20	/
Ⅱ	2mL	30	/
Ⅲ	1mL	20	1mL蒸餾水
Ⅳ	A	20	B

（1）該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5．
（2）如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ （用Ⅰ～Ⅳ表示，下同）．
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ，可以研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入1mL蒸餾水的目的是確保溶液總體積不變．
（4）在高錳酸鉀酸性溶液和草酸溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始一段時(shí)間反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪色，反應(yīng)速率明顯加快．針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為KMnO₄與H₂C₂O₄反應(yīng)是放熱反應(yīng)，導(dǎo)致溶液溫度升高，反應(yīng)速度加快．從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，你猜想反應(yīng)速率明顯加快的原因還可能是催化劑（或錳離子的催化作用）的影響．
A．2mL    B．硫酸錳．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中MnO₄^-為氧化劑，H₂C₂O₄為還原劑，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等配平離子方程式，再判斷氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比；
（2）研究溫度變化需要改變溫度探究反應(yīng)速率變化，其它條件不變；
（3）實(shí)驗(yàn)I和III的溫度已經(jīng)相同，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，Ⅲ中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，加入1mL蒸餾水時(shí)溶液的總體積相同；
（4）錳離子有催化作用；要想驗(yàn)證錳離子的催化作用，再加入硫酸錳即可．

解答 解：（1）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)錳離子、二氧化碳和水，錳元素下降5價(jià)，碳元素上升1價(jià)，1個(gè)草酸中有2個(gè)碳原子，共上升2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降相等，配平離子方程2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：5，
故答案為：2：5；
（2）研究溫度變化需要改變溫度探究反應(yīng)速率變化，其它條件不變，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中只有溫度不同，
故答案為：Ⅰ、Ⅱ；
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)中要變其一，其他條件相同，實(shí)驗(yàn)I和III的溫度已經(jīng)相同，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，加1mL蒸餾水的目的是讓溶液總體積相同，硫酸的用量不同，則濃度不同，對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和Ⅲ，Ⅲ中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，就不能保證，4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液，反應(yīng)物濃度相同，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中加入1mL蒸餾水的目的是保證了KMnO₄溶液與H₂C₂O₄溶液的起始濃度相同；
故答案為：濃度；確保溶液總體積不變；
（4）KMnO₄與H₂C₂O₄反應(yīng)生成硫酸錳，錳離子有催化作用，所以猜想還可能是催化劑的作用；要想驗(yàn)證錳離子的催化作用，在做對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)同時(shí)加入硫酸錳觀察反應(yīng)速率是否變化即可，不能加氯化錳，因?yàn)槁然�錳會(huì)引入氯離子，不能確定錳離子和氯離子誰(shuí)起作用；要證明猜想，其他條件一樣，所以加入硫酸的量一致，A為2mL，
故答案為：催化劑（或錳離子的催化作用）的影響；2mL；硫酸錳．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了條件不同對(duì)反應(yīng)速率影響的分析判斷，主要是催化劑、溫度、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響探究，注意控制變量法的使用，題目難度中等．