Question

4．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO₄^-+H₂C₂O₄+H⁺═Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）用4mL 0.001mol•L^-1KMnO₄溶液与2mL 0.01mol•L^-1H₂C₂O₄溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响．改变的条件如表：

实验	硫酸（10%）体积/mL	温度/℃	其他物质
I	2mL	20	/
II	2mL	20	10滴饱和MnSO4溶液
III	2mL	30	/
IV	1mL	20	1mL蒸馏水

（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5．
（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和Ⅱ（用I～IV表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和Ⅲ．
（3）对比实验I和IV，可以研究浓度对化学反应速率的影响，实验IV中加入1mL蒸馏水的目的是确保所有实验中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）浓度不变和总体积不变．

Answer 1

分析 （1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合价降低，C元素的化合价升高；
（2）研究催化剂对化学反应速率的影响，应保证温度、浓度相同；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度、不使用催化剂相同；
（3）实验Ⅰ和Ⅳ，硫酸的浓度不同，少量蒸馏水，溶液的体积相同．

解答 解：（1）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O中，Mn元素的化合价降低，C元素的化合价升高，MnO₄^-为氧化剂，H₂C₂O₄为还原剂，物质的量之比为2：5，
故答案为：2：5；
（2）研究催化剂对化学反应速率的影响，应保证温度、浓度相同，则选实验Ⅰ、Ⅱ；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度、不使用催化剂相同，则选实验Ⅰ、Ⅲ，故答案为：Ⅰ；Ⅱ；Ⅰ；Ⅲ；
（3）实验Ⅰ和Ⅳ，硫酸的浓度不同，可研究浓度对反应速率的影响，加少量蒸馏水确保两实验中总体积相等，可使Ⅰ和Ⅳ中硫酸浓度不同，
故答案为：浓度；确保所有实验中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）浓度不变和总体积不变．

点评 本题考查氧化还原反应及影响反应速率的因素，注意控制变量法研究影响因素，把握表格中的数据分析及应用，题目难度不大．