Question

草酸是一种常用的还原剂，某校高三化学小组探究草酸被氧化的速率问题。

实验Ⅰ	试剂		混合后 溶液pH	现象 （1h后溶液）
试管	滴管
	a	4mL0.01mol·L^−1 KMnO4溶液，几滴浓H2SO4	2mL0.3mol·L^−1H2C2O4 溶液	2	褪为无色
b	4mL0.01mol·L^−1KMnO4溶液，几滴浓NaOH	7	无明显变化
c	4mL0.01mol·L^−1 K2Cr2O7溶液，几滴浓H2SO4	2	无明显变化
d	4mL0.01mol·L^−1 K2Cr2O7溶液，几滴浓NaOH	7	无明显变化

（1）H₂C₂O₄是二元弱酸，写出H₂C₂O₄溶于水的电离方程式：_____________。

（2）实验I试管a中KMnO₄最终被还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式为：________。

（3）瑛瑛和超超查阅资料，实验I试管c中H₂C₂O₄与K₂Cr₂O₇溶液反应需数月时间才能完成，但加入MnO₂可促进H₂C₂O₄与K₂Cr₂O₇的反应。依据此资料，吉吉和昊昊设计如下实验证实了这一点。

	实验II	实验III	实验IV
实验操作
实验现象	6 min后固体完全溶解，溶液橙色变浅，温度不变	6 min后固体未溶解，溶液颜色无明显变化	6 min后固体未溶解，溶液颜色无明显变化

实验IV的目的是：_______________________。

（4）睿睿和萌萌对实验II继续进行探究，发现溶液中Cr₂O₇^2- 浓度变化如图：

臧臧和蔡蔡认为此变化是通过两个过程实现的。

过程i．MnO₂与H₂C₂O₄反应生成了Mn²⁺。

过程ii．__________________________________。

①查阅资料：溶液中Mn²⁺能被PbO₂氧化为MnO₄^-。针对过程i，可采用如下方法证实：将0.0001molMnO₂加入到6mL____________中，固体完全溶解；从中取出少量溶液，加入过量PbO₂固体，充分反应后静置，观察到_______________。

②波波和姝姝设计实验方案证实了过程ii成立，她们的实验方案是________。

（5）综合以上实验可知，草酸发生氧化反应的速率与__________________有关。

Answer

H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+ 5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O 排除实验II中MnO2直接还原重铬酸钾的可能 Mn2+可加快草酸与重铬酸钾的反应 0.1mol/LH2C2O4溶液（调至pH=2） 上清液为紫色 2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液与4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合，调至pH=2，加入0.0001molMnSO4固体（或15.1mgMnSO4），6min后溶液橙色变浅 氧化剂种类、溶液pH、是否有催化剂

【解析】

（1）H2C2O4是二元弱酸，分步电离；

（2）酸性条件下，KMnO4最终被还原为Mn2+，草酸被氧化为二氧化碳；

（3）实验IV与实验II、III区别是没有草酸；

（4）分析曲线可知，开始时Cr2O72- 浓度变化缓慢，一段时间后变化迅速；

①由实验结论出发即可快速解题；

②由控制变量法可知，保持其他变量不变，将MnO2换成等物质的量的MnSO4固体即可；

（5）注意实验的变量有：氧化剂种类、溶液pH、是否有催化剂。

（1）H2C2O4是二元弱酸，分步电离，用可逆符号，则H2C2O4溶于水的电离方程式为H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+；

（2）实验I试管a中，酸性条件下，KMnO4最终被还原为Mn2+，草酸被氧化为二氧化碳，则该反应的离子方程式为5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O；

（3）实验IV与实验II、III区别是没有草酸，则实验IV的目的是：排除实验II中MnO2直接还原重铬酸钾的可能；

（4）分析曲线可知，开始时Cr2O72- 浓度变化缓慢，一段时间后变化迅速，则可能是过程i．MnO2与H2C2O4反应生成了Mn2+。过程ii．Mn2+可加快草酸与重铬酸钾的反应；

①将0.0001molMnO2加入到6mL 0.1mol/LH2C2O4溶液（调至pH=2）中，固体完全溶解，则说明MnO2与H2C2O4反应生成了Mn2+；从中取出少量溶液（含Mn2+），加入过量PbO2固体，充分反应后静置，观察到上清液为紫色，则说明溶液中Mn2+能被PbO2氧化为MnO4-，MnO4-显紫色；

②设计实验方案证实过程ii成立，由控制变量法可知，保持其他变量不变，将MnO2换成等物质的量的MnSO4固体即可，即实验方案是2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液与4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合，调至pH=2，加入0.0001molMnSO4固体（或15.1mgMnSO4），6min后溶液橙色变浅；

（5）综合以上实验可知，变量有：氧化剂种类、溶液pH、是否有催化剂，则草酸发生氧化反应的速率与氧化剂种类、溶液pH、是否有催化剂有关。