Question

某小组利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：2KMnO₄+5H₂C₂O₄ +3H₂SO₄ =2MnSO₄ +K₂SO₄ +10CO₂↑ +8H₂O

编号	0.01mol•L^-1 酸性KMnO4溶液	0.1mol•L^-1 H2C2O4溶液	水	某种物质	反应温度/℃	反应时间 （min）
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	2.1
Ⅱ	V1mL	2mL	1mL	0	20	5.5
Ⅲ	V2 mL	2mL	0	0	50	0.5
Ⅳ	2mL	2mL	0	少量	20	0.2

请回答：

（1）实验计时方法是从溶液混合开始记时，至____时记时结束；

（2）V₁=___，V₂=___；设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是______；

（3）利用实验Ⅲ中数据计算，用KMnO₄的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO₄)＝___；

（4）有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快。某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做Ⅰ号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果温度没有明显变化。由此你得出的结论是：

①____不是反应速率突然加快的原因；

②可能是反应产物有催化作用。Ⅳ号实验是为验证你的猜测，实验中要加入的少量某种物质是____（填化学式）

Answer

紫红色刚好褪去 1 2 探究温度对反应速率的影响 0.01 mol/(L·min) 温度 MnSO4固体

【解析】

本题考查了影响化学反应速率的因素，涉及知识点：1、温度对反应速率的影响，2、浓度对反应速率的影响等。

（1）酸性KMnO4溶液呈紫色，因而可以用颜色变化来判断反应结束终点，即实验计时方法是从溶液混合开始记时，至紫红色刚好褪去时记时结束；

（2）Ⅰ和Ⅱ反应温度相同，Ⅱ中加入1mL水，根据控制变量的原则，溶液总体积保持不变，因而易算出V1=1mL，同理可得V2=2mL，Ⅰ、Ⅲ实验温度不同，因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响；

（3）利用实验Ⅲ中数据计算：用紫红色刚好褪去时记时结束说明KMnO4被消耗完，Δc(KMnO4)=0.01mol·L-1×2mL/4mL=0.05mol·L-1，v(KMnO4)=Δc(KMnO4)/Δt=0.01 mol/(L·min)；

（4）①根据信息“某同学认为是放热导致溶液温度升高所致，重做Ⅰ号实验，测定过程中溶液不同时间的温度，结果温度没有明显变化”，说明温度不是反应速率突然加快的原因；

②根据信息“有同学在实验中发现高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快”，可推断有催化剂生成，常见的催化剂有金属离子，因而可推测是生成了Mn2+加快了反应速率, 为验证猜测需要加入含Mn2+的盐，其加入的阴离子为体系中所含阴离子，这样才不会造成干扰，所以该阴离子为SO42-，因而加入MnSO4固体。