Question

草酸（H2C2O4）溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)時，溶液褪色總是先慢后快，某學(xué)習(xí)小組探究反應(yīng)過程中使褪色加快的主要原因，過程如下:

【查閱資料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反應(yīng)歷程為：

【提出假設(shè)】假設(shè)1:該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

假設(shè)2:反應(yīng)生成的Mn2＋對該反應(yīng)有催化作用

假設(shè)3:K+對該反應(yīng)有催化作用

該小組同學(xué)未提出濃度使反應(yīng)速率加快的假設(shè)，原因是 。

【設(shè)計、完成實驗】

（1）稱取 g草酸晶體（H2C2O4·2H2O），配置500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液。

①在上述過程中必須用到的2種定量儀器是托盤天平和 。

②下列操作會使所配溶液濃度偏低的是 (填下列選項的字母序號）。

A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤

B．定容時俯視刻度線

C．將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水

D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容

（2）完成探究，記錄數(shù)據(jù)

實驗 編號	燒杯中所加試劑及用量（mL）	控制條件	溶液褪色時間 (s)
0.10mol/L H2C2O4溶液	等濃度 KMnO4溶液	H2O	0.50mol/L 稀硫酸
1	30	20	30	20		18
2	30	20	30	20	水浴控制溫度65℃	15
3	30	20	30	20	加入少量MnSO4固體	3.6
4	30	20	x	20	加入5mL 0.10mol/L K2SO4溶液	18

則x = ，假設(shè)2成立。

（3）由于KMnO4能氧化水中有機物等因素，為配制好穩(wěn)定的KMnO4溶液，其濃度需標(biāo)定。取10.00 mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于錐形瓶中，加入10mL 0.50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO4溶液滴定至錐形瓶中恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色，記錄數(shù)據(jù)，平行三次實驗，平均消耗KMnO4溶液40.00 mL，則草酸溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為： 。上述實驗中KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 。

Answer 1

【提出假設(shè)】 隨反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢 （2分）

【設(shè)計、完成實驗】（1）6.3g（2分） 500ml容量瓶（2分） A、D （2分） （2）25ml（2分）

（3）5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋＝10CO2＋2Mn2＋＋8H2O（2分） 0.010mol/L（2分）

【解析】

試題分析：【提出假設(shè)】由于隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物濃度逐漸降低，反應(yīng)速率減慢，所以該小組同學(xué)未提出濃度使反應(yīng)速率加快的假設(shè)。

【設(shè)計、完成實驗】

（1）500mL 0.10mol/L H2C2O4溶液中草酸的物質(zhì)的量是0.5L×0.1mol/L＝0.05mol，則需要稱取草酸晶體的質(zhì)量是126g/mol×0.05mol＝6.3g。

①在上述過程中必須用到的2種定量儀器是托盤天平和500ml容量瓶。

②A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤，由于需要游碼，則實際稱取的晶體質(zhì)量小于6.3g，所以濃度偏低；B．定容時俯視刻度線，則液面低于刻度線，所以濃度偏高；C．將燒杯中溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水不會影響；D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容，則溶液體積增加，所以濃度偏低，答案選AD。

（2）由于在實驗過程中要保證溶液的總體積不變，因此如果加入5ml硫酸鉀溶液，則水的體積就應(yīng)該是30ml—5ml＝25ml。

（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能把草酸氧化生成CO2，反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋＝10CO2＋2Mn2＋＋8H2O。消耗草酸的物質(zhì)的量是0.001mol，則根據(jù)方程式可知高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.0004mol，因此酸性高錳酸鉀溶液的濃度是0.0004mol÷0.04L＝0.010mol/L。

考點：考查實驗方案設(shè)計與探究