Question

（17分）KMnO₄是常见的试剂。

Ⅰ.某小组拟用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄（K₁=5.4×10^－2）的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”,并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol/L H₂C₂O₄溶液、0.010mol/L KMnO₄溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽

物理量 编号	V（0.20 mol/L H2C2O4溶液）/mL	甲	V（0.010mol/L KMnO4溶液）/mL	M（MnSO4固体）/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.0	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列问题：

（1）完成上述反应原理的离子反应方程式

（2）上述实验①②是探究        对化学反应速率的影响；若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则表格中“甲”应填写        ，a为         ；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写                   。

（3）上述实验②④是探究催化剂对化学反应速率的影响。

请在答题卷的坐标图中画出实验②和④的能量变化关系图（作必要的标注）。

Ⅱ.某化学小组利用下图装置进行实验证明氧化性：KMnO₄>Cl₂>Br₂。限选试剂：KBr溶液、KMnO₄、浓盐酸、浓硫酸

（4）装置a、d中盛放的试剂分别是：         、         ；实验中观察到的现象为                           ；此实验装置的不足之处是                。

Answer

（1）2MnO4－+ 5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O （2分）

（2）温度；V（蒸馏水）/mL,1.0；t（溶液褪色时间）/s （每空2分，共8分）

（3）（实验④图像画出双峰，均给分） （2分）

（4）浓盐酸；KBr溶液（2分）；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕（橙）黄色（2分）；没有尾气吸收装置（1分）

【解析】

试题分析：（1）用化合价升降法可配平，得2MnO4－+ 5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O。

（2）实验①②其它条件相同，只有温度不同，所以是探究温度对化学反应速率的影响；实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，就要使反应物浓度不同，现所取的草酸浓度一样，所以通过加水来改变浓度，故表格中“甲”应填写：V（蒸馏水）/mL，为了让实验更有对比性，溶液的体积要控制一样，故a为1；要比较反应的快慢就需要反应时间，所以表格中“乙”应填写：t（溶液褪色时间）/s。

（3）反应是放热反应，所以反应物的总能量比生成物的高，催化剂可以降低反应的活化能，故使用催化剂的曲线活化能的峰比没有催化剂的低，反应能量变化图为：。

（4）要证明氧化性：KMnO4>Cl2>Br2。可以用酸性KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可以说明KMnO4的氧化性强于Cl2，再用Cl2 和KBr溶液反应置换出Br2，可以说明Cl2的氧化性强于Br2，故装置a 、d中盛放的试剂分别是浓盐酸、KBr溶液；实验中观察到的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕（橙）黄色；Cl2 和Br2都是有毒气体，所以装置还缺少尾气处理装置。

考点：氧化还原反应的配平、化学反应速率影响因素的探究、物质氧化性强弱的实验探究、化学反应能量变化图像的绘制。