Question

化学探究小组用H₂C₂O₄（草酸）溶液测定KMnO₄溶液的浓度．请回答下列问题：
I、取20.00mL0.250mol/L H₂C₂O₄标准溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化，用KMnO₄溶液进行滴定．滴定反应方程式为（未配平）：
KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O
记录数据如下：

滴定次数	标准溶液体积/mL	待测溶液体积/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度
1	20.00	1.50	23.70
2	20.00	1.02	21.03
3	20.00	2.00	21.99

（1）滴定时，KMnO₄溶液应装在______滴定管中（选填：酸式、碱式）．
（2）滴定终点的判断方法是：______．
（3）根据上述数据计算，该KMnO₄溶液的浓度为______mol/L．
（4）下列操作中使得KMnO₄溶液浓度偏低的是______．
A．滴定管用水洗净后直接注入KMnO₄溶液
B．滴定前盛放标准H₂C₂O₄溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．滴定管内在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取KMnO₄溶液体积时，滴定前平视，滴定结束后俯视读数
II、滴定中发现，KMnO₄紫红色褪去的速度开始时很慢、后来变快、最后又变慢．为研究由慢到快的原因，甲同学继续进行了下列实验，实验数据如下表：

编号	温度/℃	酸化的H2C2O4溶液/mL	KMnO4溶液/mL	溶液褪色时间/s
1	25	5.0	2.0	40
2	25	5.0（另外加少量MnSO4粉末）	2.0	4
3	60	5.0	2.0	25

（5）分析上述数据，对确定过程中反应速率由慢到快的合理解释是______．

Answer 1

I、（1）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装在酸式滴定管中；
故答案为：酸式；
（2）草酸反应完毕，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液变为红色，红色30s内不褪去，说明滴定到终点；
故答案为：加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液变为红色，且30s内红色不褪去；
（3）第1组KMnO₄溶液的体积与第2、3组相差比较大，应舍掉，应按第2、3组计算消耗KMnO₄溶液的体积，故消耗KMnO₄溶液的体积为=20mL，令KMnO₄溶液的浓度为cmol/L，由2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知：20mL×cmol/L=×20mL×0.250mol/L，解得c=0.100；
故答案为：0.100；
（4）由关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（KMnO₄）=
A．滴定管用水洗净后直接注入KMnO₄溶液，高锰酸钾溶液被稀释，使用的高锰酸钾溶液的体积偏大，测定的高锰酸钾的浓度偏低，故A符合；
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥，对草酸的物质的量没有影响，故对测定的高锰酸钾的浓度无影响，故B不符合；
C．滴定管内在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，导致酸性高锰酸钾溶液的体积读数偏大，测定的高锰酸钾的浓度偏低，故C符合；
D．读取KMnO₄溶液体积时，滴定前平视，滴定结束后俯视读数，导致酸性高锰酸钾溶液的体积读数偏小，测定的高锰酸钾的浓度偏高，故D不符合；
故选AC；
Ⅱ、（5）对比第1、2组实验，第2组实验加入MnSO₄，褪色时间短，反应速率快，说明Mn²⁺对反应具有催化作用，对比第1、3组实验，第3组实验温度升高，褪色时间短，反应速率快，说明温度升高，反应速率加快，由此可知由慢到快的原因是：反应生成的Mn²⁺对反应起催化剂作用，反应放热使温度升高，加快反应速率快；
故答案为：反应生成的Mn²⁺对反应起催化剂作用，反应放热使温度升高，加快反应速率快；
分析：I、（1）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应装在酸式滴定管中；
（2）草酸反应完毕，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液变为红色，红色30s内不褪去，说明滴定到终点；
（3）第1组KMnO₄溶液的体积与第2、3组相差比较大，应按第2、3组的平均值为消耗KMnO₄溶液的体积，根据关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄计算；
（4）由关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（KMnO₄）=，据此分析判断；
Ⅱ、采取控制变量法对比分析，条件不同为影响速率因素．
点评：本题考查氧化还原滴定原理与应用、探究影响速率的因素、对实验数据的处理等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．