Question

【题目】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4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4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：

(1)写出该反应的离子方程式______________________，该反应中每生成1molCO2 转移电子数为________ 。

(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验_______和________（用I~IV表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和_________。
(3)对比实验I和IV，可以研究________对化学反应速率的影响，实验IV中加入1 mL蒸馏水的目的是______________________。

Answer 1

【答案】2MnO4—＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O NA Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ 硫酸的浓度或氢离子浓度 确保溶液总体积不变

【解析】

(1)氧化还原反应可根据得失电子守恒进行配平；

(2)探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响，需在其它条件相同的条件下设置对比实验；
(3)对比实验I和IV，根据两个实验中硫酸的量不同分析实验目的；对比实验中，必须确保溶液总体积相同。

(1)反应中MnO4—中Mn由+7价降为+2价，得到电子，发生还原反应，H2C2O4中C由+3价升为+4价，失去电子，发生氧化反应，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知，MnO4—与H2C2O4化学计量数之比为2:5，再根据原子守恒和电荷守恒配平方程式，2MnO4—＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，因此该反应中每生成1molCO2 转移电子数为1mol电子，即NA个电子。

(2)由实验目的可以知道，探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率影响，需在相同的条件下对比实验；同浓度溶液，在相同温度下进行反应，Ⅰ无催化剂，，Ⅱ有催化剂，Ⅰ、Ⅱ是研究催化剂对化学反应速率的影响；如果研究温度对化学反应速率的影响，则除了温度不同外,其它条件必须完全相同，所以Ⅰ和Ⅲ是探究温度对反应速率的影响；
(3)对比实验I和IV，10%硫酸的体积不同，说明两组实验中的反应物的浓度不同，所以探究的是反应物硫酸(或氢离子)的浓度对化学反应速率的影响；
对比实验I和IV，IV中只加入1mL10%硫酸，与I中加入的溶液总体积不相等，实验IV中需要加入1mL蒸馏水，确保反应溶液的总体积相同。