Question

14．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^-1 H₂C₂O₄溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响．改变的条件如下：回答下列问题：

组别	10%硫酸体积/mL	温度/℃	其他物质
Ⅰ	2	20
Ⅱ	2	20	10滴饱和X溶液
Ⅲ	2	30
Ⅳ	1	20	1 mL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）如果研究浓度对化学反应速率的影响，应使用实验I和IV（用Ⅰ～Ⅳ表示，下同），实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是确保I和IV组对比实验中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）浓度不变或确保溶液总体积不变．
（3）如果研究温度对化学反应速率的影响，应使用实验I和III．
（4）研究发现，在反应开始一段时间内，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．在排除温度的影响后，你猜想还可能是催化剂（或锰离子的催化作用）的影响．为了验证这种猜想，某同学在实验Ⅱ中加入X溶液进行验证，则X可能是B．
A．硫酸钾    B．硫酸锰    C．氯化锰    D．水．

Answer 1

分析 （1）反应中MnO₄^-为氧化剂，H₂C₂O₄为还原剂，先写出方程式，再判断氧化剂和还原剂的物质的量之比；
（2）研究浓度对化学反应速率的影响，浓度变化，而其它条件必须相同；Ⅳ中只加入1mL10%硫酸，与I中加入的溶液体积不等，加入1mL蒸馏水时溶液的总体积相同；
（3）研究温度变化需要改变温度探究反应速率变化，其它条件不变；
（4）锰离子有催化作用；要想验证锰离子的催化作用，再加入硫酸锰即可．

解答 解：（1）在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水，离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5，
故答案为：2：5；
（2）研究浓度对化学反应速率的影响，浓度变化，而其它条件必须相同，则对比实验I和IV即可；对比实验I和IV，Ⅳ中只加入1mL10%硫酸，与I中加入的溶液体积不等，就不能保证，4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液与2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液，反应物浓度相同，实验IV中加入1mL蒸馏水的目的是保证了KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液的起始浓度相同；
故答案为：I；IV；确保I和IV组对比实验中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）浓度不变或确保溶液总体积不变；
（3）研究温度变化需要改变温度探究反应速率变化，而其它条件不变，则选择实验I和III，
故答案为：I；III；
（4）KMnO₄与H₂C₂O₄反应生成硫酸锰，锰离子有催化作用，所以猜想还可能是催化剂的作用；要想验证锰离子的催化作用，在做对比实验时同时加入硫酸锰观察反应速率是否变化即可，不能加氯化锰，因为氯化锰会引入氯离子，氯离子能被高锰酸钾氧化；
故答案为：催化剂（或锰离子的催化作用）；B．

点评 本题考查了条件不同对反应速率影响的分析判断，主要是催化剂、温度、浓度对反应速率的影响探究，题目难度中等．