Question

用硫酸酸化的草酸（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，请完成以下实验设计表。

实验 编号	温度	初始pH	0.1mol/L 草酸溶液/mL	0.01mol/L KMnO4溶的 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	a	b	t3

表中a、b的值分别为：a=           、b=          

（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④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
	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）

（5）某化学小组用滴定法测定KMnO₄溶液物质的量浓度：取W g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O，其摩尔质量126 g/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V mL．请回答下列问题：

① 该测定方法中            （填“需要”或“不需要”）加入指示剂；

② 计算得KMnO₄溶液的c（KMnO₄）=                 mol/L．（请写出最后化简结果）

Answer

（1）a=50、b=10.

（2）5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O．（无↑得1分，没配平不得分）

（3）溶液的pH对该反应的速率有影响。（或在一定条件下，c（H+）越大，反应速率越快）

（4）控制其他反应条件与实验①相同，往反应混合液中加入少量MnSO4固体（晶体），与①进行对比实验。（不写固体得1分，写成溶液或其它不得分）

（5）①不需要 ② 或

【解析】

试题分析：（1）实验要求控制高锰酸钾溶液初始浓度相同，则高锰酸钾溶液的体积为50mL，则水的体积为10mL。

（2）草酸与高锰酸钾溶液反应生成锰离子、二氧化碳和水，再根据化合价升降、电荷守恒、质量守恒可得该反应的离子方程式为5 H2C2O4+2 MnO4﹣+6 H+=10 CO2↑+2 Mn2++8 H2O。

（3）实验①和②只有pH不同，其它条件都相同，且t1＜t2，说明溶液的pH对该反应的速率有影响。

（4）控制其它条件与实验①相同，往反应混合液中加入少量MnSO4固体进行对比实验，若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则硫酸锰对该反应起催化作用。

（5）①高锰酸钾本身有颜色，草酸反应完毕，加入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液变为红色，红色30s内不褪，说明达到终点，故不需另加指示剂。②根据关系式：5H2C2O4——2MnO4—求解。根据题意知W/1260:[c（KMnO4）×V×10-3]=5:2，解得c（KMnO4）= mol/L。

考点：考查化学实验探究、外界条件对化学反应速率的影响