Question

【题目】某化学实验小组用酸性KMnO4溶液和草酸（H2C2O4）溶液反应，研究外界条件反应速率的影响，实验操作及现象如下：

编号	实验操作	实验现象
I	向一支试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入1滴3 mol/L硫酸和9滴蒸馏水，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	前10 min内溶液紫色无明显变化，后颜色逐渐变浅， 30 min后几乎变为无色
II	向另一支试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液	80 s内溶液紫色无明显变化，后颜色迅速变浅，约150 s后几乎变为无色

（1）补全高锰酸钾与草酸反应的离子方程式：5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ === 2Mn2+ + ______ +______

（2）由实验I、II可得出的结论是______。

（3）关于实验II中80 s后溶液颜色迅速变浅的原因，该小组提出了猜想：该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验III，验证猜想。

提供的试剂：0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，0.1 mol/L草酸溶液，3 mol/L硫酸，MnSO4溶液，MnSO4固体，蒸馏水

① 补全实验III的操作：向试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，______，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液。

② 若猜想成立，应观察到的实验现象是______。

（4）该小组拟采用如下图所示的实验方案继续探究外界条件对反应速率的影响。

① 他们拟研究的影响因素是______。

② 你认为他们的实验方案______（填“合理”或“不合理”），理由是______。

Answer 1

【答案】10CO2 8H2O 其他条件相同时，H+（或硫酸）浓度越大，反应速率越快 再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固体 加入草酸溶液后，溶液紫色迅速变浅（或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s，或其他合理答案） KMnO4溶液浓度 不合理 KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢

【解析】

(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，据此写出离子方程式；

(2)实验I、II取用的高锰酸钾和草酸的体积与浓度均相同，加入的硫酸的滴数不同；

(3)①根据实验目的“反应中生成的Mn2+对反应有催化作用”，完成实验步骤；②若猜想成立，反应速率应该加快；

(4)①根据实验步骤示意图，取用的草酸和硫酸相同，选用的高锰酸钾的浓度不同；②KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，据此分析判断。

(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，故答案为：10CO2↑；8H2O；

(2)实验I、II取用的高锰酸钾和草酸的体积与浓度均相同，不同的是加入的硫酸的滴数不同，使得溶液褪色需要的时间不同，因此实验结论为：其他条件相同时，H+(或硫酸)浓度越大，反应速率越快，故答案为：其他条件相同时，H+(或硫酸)浓度越大，反应速率越快；

(3)①要证明反应中生成的Mn2+对反应有催化作用，结合实验III的操作可知：向试管中先加入1 mL 0.01 mol/L酸性 KMnO4溶液，再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固体，最后加入1 mL 0.1 mol/L草酸溶液，通过观察溶液褪色的时间即可证明，故答案为：再加入10滴3 mol/L硫酸，然后加入少量MnSO4固体；

②若猜想成立，加入草酸溶液后，溶液紫色迅速变浅(或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s)，故答案为：加入草酸溶液后，溶液紫色迅速变浅(或溶液颜色开始变浅的时间小于80 s)；

(4)①根据实验步骤示意图，取用的草酸和硫酸相同，不同的是选用的高锰酸钾的浓度不同，因此实验研究的影响因素是KMnO4溶液浓度对反应速率的影响，故答案为：KMnO4溶液浓度；

②该实验方案不合理，因为KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢，故答案为：不合理；KMnO4溶液浓度不同，溶液起始颜色深浅不同，无法通过比较褪色时间长短判断反应快慢。