Question

14．向含有H₂SO₄的H₂O₂溶液中滴加一定量的KMnO₄ 溶液，反应开始时，溶液中c（Mn²⁺）将随时间的变化而变化．某学生在做实验前认为，c（Mn²⁺）与时间的关系如图①所示，做完实验后，得到的结果为图②所示．请说明下列问题：

（1）写出H₂O₂与KMnO₄溶液反应的化学方程式：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+5O₂↑；
（2）Oa段的意义：Oa段说明反应非常慢，溶液中c（Mn²⁺）随时间变化很小；
（3）ab段的意义及ab段很陡的原因：ab段说明反应非常快，c（Mn^2+）迅速增大，表明Mn²⁺达到一定浓度时，对上述反应起到了催化作用；
（4）bc段的意义：bc段反应接近完全，溶液中c（Mn²⁺）为定值．

Answer 1

分析 （1）酸性高锰酸钾能够氧化过氧化氢生成锰离子和氧气；
影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体的接触面积等等，Oa段锰离子浓度几乎无变化，说明反应很慢，ab段反应速率迅速加快，说明生成物中有反应的催化剂，bc段反应接近完全，锰离子浓度不变，据此分析（2）（3）（4）．

解答 解：（1）酸性高锰酸钾能够氧化过氧化氢生成氧气，本身被还原为锰离子，反应的化学方程式为5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+5O₂↑，
故答案为：5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+5O₂↑；
（2）影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体的接触面积等等，Oa段锰离子浓度几乎无变化，说明反应很慢，
故答案为：Oa段说明反应非常慢，溶液中c（Mn²⁺）随时间变化很小；
（3）ab段反应速率迅速加快，说明生成物中有反应的催化剂，ab段说明反应非常快，c（Mn²⁺）迅速增大，表明Mn2+达到一定浓度时，对上述反应起到了催化作用，
故答案为：ab段说明反应非常快，c（Mn²⁺）迅速增大，表明Mn²⁺达到一定浓度时，对上述反应起到了催化作用；
（4）bc段反应接近完全，锰离子浓度不变，溶液中c（Mn²⁺）为定值，故答案为：bc段反应接近完全，溶液中c（Mn²⁺）为定值．

点评 本题考查了氧化还原反应方程式书写以及影响化学反应速率的因素，题目难度不大，注意从影响化学反应速率的外界因素只有温度、浓度、压强、催化剂以及固体的接触面积考虑．