Question

4．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4mL0.001mol/LKMnO₄溶液与2mL0.01mol/LH₂C₂O₄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：

组别	10%硫酸体积/mL	温度/℃	其他物质
Ⅰ	2mL	20	/
Ⅱ	2mL	30	/
Ⅲ	1mL	20	1mL蒸馏水
Ⅳ	A	20	B

（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：5．
（2）如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ、Ⅱ （用Ⅰ～Ⅳ表示，下同）．
（3）对比实验Ⅰ和Ⅲ，可以研究浓度对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是确保溶液总体积不变．
（4）在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．针对上述实验现象，某同学认为KMnO₄与H₂C₂O₄反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速度加快．从影响化学反应速率的因素看，你猜想反应速率明显加快的原因还可能是催化剂（或锰离子的催化作用）的影响．
A．2mL    B．硫酸锰．

Answer 1

分析 （1）反应中MnO₄^-为氧化剂，H₂C₂O₄为还原剂，根据化合价升降总数相等配平离子方程式，再判断氧化剂和还原剂的物质的量之比；
（2）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；
（3）实验I和III的温度已经相同，说明实验探究浓度对反应速率的影响，Ⅲ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；
（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，锰元素下降5价，碳元素上升1价，1个草酸中有2个碳原子，共上升2价，根据化合价升降相等，配平离子方程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）研究温度变化需要改变温度探究反应速率变化，其它条件不变，实验Ⅰ、Ⅱ中只有温度不同，
故答案为：Ⅰ、Ⅱ；
（3）对比实验中要变其一，其他条件相同，实验I和III的温度已经相同，说明实验探究浓度对反应速率的影响，加1mL蒸馏水的目的是让溶液总体积相同，硫酸的用量不同，则浓度不同，对比实验I和Ⅲ，Ⅲ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Ⅲ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：浓度；确保溶液总体积不变；
（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，不能确定锰离子和氯离子谁起作用；要证明猜想，其他条件一样，所以加入硫酸的量一致，A为2mL，
故答案为：催化剂（或锰离子的催化作用）的影响；2mL；硫酸锰．

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，注意控制变量法的使用，题目难度中等．