Question

2．酸性KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应，某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失的快慢来研究影响反应速率的因素．
Ⅰ．实验前首先用浓度为0.1000mol/L酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸．
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（2）滴定过程中操作滴定管的图示正确的是A

（3）若配置酸性KMnO₄标准溶液时，俯视容量瓶的刻度线，会使测得的草酸溶液浓度偏低（填“偏高”、“偏低”或“不变”）
Ⅱ．通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol/L．用该草酸按下表进行后续实验（每次实验草酸溶液的用量均为8mL）．

实验 编号	温度 （℃）	催化剂  用量（g）	酸性KMnO4溶液		实验目的 a．实验1和2探究___________ b．实验1和3探究反应物浓度对该反应速率的影响 c．实验1和4探究催化剂对该反应速率的影响
			体积 （mL）	浓度 （mol/L）
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

（4）写出表中a对应的实验目的探究温度不同对反应速率的影响；
（5）该小组同学对实验1和3分别进行的3次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）

实验 编号	溶液褪色所需时间（min）
	第1次	第2次	第3次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“当其它条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就缩短，即反应速率就越快”的结论．某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率的影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到了错误的实验结论，请简述改进的实验方案：其它条件相同时，利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应，测量溶液褪色时间
（6）该实验中使用的催化剂应选择MnSO₄并非MnCl₂，原因为（离子方程式表示）：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn ²⁺+8H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）高锰酸钾具有强氧化性，能把草酸氧化成二氧化碳，自身被还原成二价锰离子；
（2）根据滴定管的使用规则判断；
（3）配置酸性KMnO₄标准溶液时，俯视容量瓶的刻度线，溶液的体积偏小，配制的溶液的浓度偏大，滴定时消耗的高锰酸钾溶液的体积偏小；
Ⅱ（4）实验1、2只有温度不同，其他用量完全相同；
（5）高锰酸钾的物质的量相同，浓度不同的草酸溶液，可以探究反应物浓度对该反应速率的影响；
（6）酸性条件下，高锰酸根离子能将氯离子氧化成氯气．

解答 解：Ⅰ（1）高锰酸钾具有强氧化性，把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳，Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子，由于草酸分子中有2个C原子，所以高锰酸钾与草酸的反应比例为 5：2，故反应的方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）根据滴定管的使用规则，滴定时，左手包住滴定管的活塞控制液滴的滴出，防止活塞被意外打开，即如图A所示操作；
故答案为：A；
（3）配置酸性KMnO₄标准溶液时，俯视容量瓶的刻度线，溶液的体积偏小，配制的溶液的浓度偏大，滴定时消耗的高锰酸钾溶液的体积偏小，则消耗的高锰酸钾的物质的量偏小，由2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，测定的草酸的物质的量偏小，即测得的草酸溶液浓度偏低；
故答案为：偏低；
Ⅱ（4）实验1、2反应物用量完全相同，只有温度不同，目的就在于探究温度不同对反应速率的影响；
故答案为；探究温度不同对反应速率的影响；
（5）因根据表格中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系，需满足高锰酸钾的物质的量相同，浓度不同的草酸溶液，
故答案为：其它条件相同时，利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应，测量溶液褪色时间；
（6）酸性条件下，高锰酸根离子能将氯离子氧化成氯气，自身被还原成二价锰离子，反应方程式为2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．

点评 本题考查了探究温度、浓度对反应速率的影响、浓度岁时间变化的曲线，题目难度中等，试题侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．