Question

某实验探究小组用酸性KMnO₄ 溶液与H₂C₂O₄ 溶液反应过程中紫色消失快慢的方法，研究影响反应速率的因素。实验条件如下：所用酸性KMnO₄ 溶液浓度可选择 0.010 mol·L^－1、0.001 mol·L^－1，催化剂的量可选择0.5 g、0 g，实验温度可选择298 K、323K。每次实验酸性KMnO₄ 溶液量均为4 mL，H₂C₂O₄ 溶液(0.100 mol·L^－1)的用量均为2 mL。

(1)写出反应的离子方程式并用单线桥表示电子转移方向和数目________。

(2)请将实验设计表补充完整。

实验编号	T/K	催化剂的量/g	酸性KMnO4 溶液的浓度/(mol·L^－^1)
①	298	0.5	0.010
②	298	0.5	0.001
③	323	0.5	0.010
④	______	______	______

实验目的：

a．实验①和②探究酸性KMnO₄ 溶液的浓度对该反应速率的影响；

b．实验①和③探究____对该反应速率的影响；

c．实验①和④探究催化剂对该反应速率的影响；

(3)该反应的催化剂应选择MnCl₂还是MnSO₄？______，简述选择的理由___________。

(4)某同学对实验①和②分别进 了三次重复实验，测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时)：

实验编号	溶液褪所需时间t/min
第1 次	第2次	第3 次
①	12.8	13.0	11.0
②	4.9	5.1	5.0

实验②中KMnO₄ 的浓度变化表示的平均反应速率为________(忽略混合前后溶液的体积变化，结果保留3 位有效数字)

Answer

298 0 0.010 温度 MnSO4 酸性高锰酸钾能将Cl-氧化为有毒有害的Cl2，干扰实验并污染环境

【解析】

本题以酸性高锰酸钾溶液氧化草酸溶液为载体考查实验探究中控制变量法的运用，氧化还原反应的分析和反应速率计算等问题，（1）根据氧化还原反应的配平原则进行配平和单线桥法分析；（2）实验探究控制变量法，不难解题；（3）注意酸性高锰酸钾的强氧化性，能氧化氯离子即可解答；（4）注意混合后溶液浓度的变化和多次测量取平均值。

(1)酸性高锰酸钾将草酸氧化成二氧化碳，自身被还原为Mn2+，根据氧化还原反应的配平，先写出该反应的离子方程式再用单线桥表示电子转移方向和数目，方向是由化合价升高的元素到化合价降低的元素，数目是得到或失去的电子总数，故为，故答案为：；

(2) 由于实验①和④探究催化剂对该反应速率的影响，根据控制变量法，故实验①和④只能是催化剂一项不同，故实验④的温度为298K，无催化剂故为0，浓度为0.010 mol·L－1，故答案为：298；0；0.010；

b．分析表中可知，实验①和③ 只有温度不同，其余条件都一样，故实验目的为探究温度对该反应速率的影响，故答案为：温度；

(3)由于酸性高锰酸钾有强氧化性，能将Cl-氧化为Cl2，会干扰实验并造成环境污染，故该反应的催化剂应选择MnSO4，故答案为：MnSO4，酸性高锰酸钾能将Cl-氧化为有毒有害的Cl2，干扰实验并污染环境；

(4) 实验② 中酸性高锰酸钾溶液褪色的平均时间为：，每次反应混合后高锰酸钾的浓度为：，故KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为，故答案为：。