Question

（17分）有硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄，二元弱酸）溶液能将KMnO₄溶液中的MnO₄^－转化为Mn²⁺。某化学小组研究发现，少量MnSO₄可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：

（1）常温下，控制KMnO₄溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表。

实验 编号	温度	初始pH	0.1 mol/L草酸溶液/mL	0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL	蒸馏水 体积/mL	待测数据（反应混合液褪色时间/s）
①	常温	1	20	50	30	t1
②	常温	2	20	50	30	t2
③	常温	2	40	__________	______	t3

（2）该反应的离子方程式_______________________________。

（3）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是_______________________________。

（4）请你设计实验验证MnSO₄对该反应起催化作用，完成下表中内容。

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验结果和结论
_________________________	_________________________

（5）化学小组滴定法测定KMnO₄溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25. 00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄酸化，再用KMnO₄溶液滴定至终点，重复滴定两次，平均消耗KMnO₄溶液VmL。滴定到达终点的现象是: _______________________；实验中所需的定量仪器有________________（填仪器名称）。该KMnO₄溶液的物质的量浓度为_______mol/L。

Answer

（1）50（1分）10（1分）

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

（3）溶液的pH对该反应的速率有影响（2分）

（4）

实验方案（不要求写具体操作过程）

预期实验结果和结论

往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验（2分）

若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）（2分）

（5）滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色（2分）； 胶头滴管、托盘天平、250mL容量瓶、（酸式）滴定管（3分）；20a/63

【解析】

试题分析：（1）从表中数据知道②③组是研究浓度对反应速率的影响，为了实验的可对比性，溶液的体积控制为100mL，改变KMnO4的浓度，故KMnO4溶液用50 mL再加10 mL水。（2）反应的离子方程式5H2C2O4 ＋ 2MnO4－＋ 6H+＝10CO2↑ ＋ 2Mn2+ ＋ 8H2O 。（3）若t1＜t2，说明溶液酸性较强时反应较快，那么则根据实验①和②得到的结论是：溶液的pH对该反应的速率有影响。（4）设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用时控制其他条件相同，一组不加催化剂，另一组加催化剂进行对比，所以操作和结论为：

实验方案（不要求写具体操作过程）

预期实验结果和结论

往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验（2分）

若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）（2分）

（5）用KMnO4溶液滴定至终点草酸时滴定到达终点的现象是：滴入一滴KMnO4溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色；用草酸晶体配制一定物质的量浓度溶液时还要用到：胶头滴管、托盘天平、250mL容量瓶，滴定前草酸量取时要用到：酸式滴定管；ag草酸晶体溶于水配成250mL溶液，其物质的量浓度为2a/63mol/L，取25. 00mL溶液滴定，根据关系式5H2C2O4 —2MnO4－，设KMnO4溶液的物质的量浓度为cmol/L，则有：5CV=2×(2a/63)×25，得c=20a/63mol/L

考点： 化学反应速率影响因素的探究、氧化还原反应滴定。