Question

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入酸性高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大。小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证。

猜想Ⅰ：此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；

猜想Ⅱ：……。

【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因

【实验用品】仪器：试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；

试剂：0.1mol/L H₂C₂O₄溶液、0.05mol/L KMnO₄（硫酸酸化）溶液等。

请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容。

（1）草酸（H₂C₂O₄，弱酸）与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为              

（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是               

（3）猜想Ⅱ可是:___________________

要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是               

（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。

	试管A	试管B
加入试剂
实验现象（褪色时间）
结论	猜想Ⅱ正确

Answer

（1）5H2C2O4+2MnO42—+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O

（2）温度计（3）生成的Mn2+对该反应有催化作用，加快反应速率；MnSO4（s）和秒表

（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容。

试管A

试管B

加入试剂

2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4

2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4，少量MnSO4（s）

实验现象（褪色时间）

褪色较慢

褪色较快

结论

猜想Ⅱ正确

（加入试剂时只要A试管与B试管所加的0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L 酸性KMnO4体积相等即给分。）

【解析】

试题分析：猜想II：影响反应速率的因素有浓度、压强、温度和催化剂，而草酸与高锰酸钾溶液发生反应：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大，反应物是溶液，无气体，故不能是反应物的浓度和压强对反应速率产生的影响，则只能是生成的产物又做了此反应的催化剂，加快了反应速率，故答案为：生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率；（1）草酸中的碳元素被在酸性条件下能被高锰酸钾溶液氧化为CO2，高锰酸根能被还原为Mn2+，根据得失电子数守恒来配平可得离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O；（2）由于猜想I是认为可能是由于反应放热导致体系温度升高而加快了反应速率，故应测量反应前和反应开始后一段时间的温度变化，则还缺少温度计；

（3）猜想II是认为生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，由于Cl-也能使高锰酸钾溶液褪色，故为了避免Cl-的干扰，故应补充MnSO4固体，通过测量溶液褪色的时间的长短来验证猜想，则还需的仪器是秒表；

（4）要通过对比实验来验证猜想Ⅱ，则实验B和实验A的试剂的选择应除了MnSO4固体不同，其他均应相同，故试管B内加入的试剂是在试管A试剂的基础上多加了MnSO4（s），由于结论是猜想II成立，则试管B的褪色时间应该比试管A的更快，故答案为：

试管A

试管B

加入试剂

2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4

2mL0.1mol/L H2C2O4溶液、1mL 0.05mol/L 酸性KMnO4，少量MnSO4（s）

实验现象（褪色时间）

褪色较慢

褪色较快

结论

猜想Ⅱ正确