Question

【题目】甲、乙同学用0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4溶液、一定量的蒸馏水等试剂，进行探究实验，通过测定溶液褪色所需时间来探究浓度、温度对反应速率的影响。

（1）已知酸性KMnO4与H2C2O4反应后Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素转化为CO2气体逸出，请写出该反应的化学方程式____________。

（2）为探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响。甲同学设计的实验方案如下表：

实验序号	温度/℃	体积V/ mL
		H2C2O4溶液	水	KMnO4溶液	H2SO4溶液
1	25	10.0	0.0	4.0	2.0
2	25	8.0	a	4.0	2.0
3	50	b	0.0	4.0	2.0

①若以实验1为对照组，为了达到实验探究目的则a=____________，b=____________。

②若实验1测得溶液褪色所需时间为5s，则用高锰酸钾表示的反应速率为______________________。

（3）乙同学部分实验设计方案如下表：

编号	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		温度/℃
	mol/L	mL	mol/L	mL
①	0.10	2.0	0.01	4.0	25
②	0.10	2.0	0.02	4.0	25
……

该同学想通过实验①和②探究反应物浓度对化学反应速率的影响，请你对该方案的合理性进行评价，并说明理由__________________________。

Answer 1

【答案】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O 2.0 10.0 0.0005 mol/(L·s) 不合理，没有硫酸溶液的体积

【解析】

（1）酸性KMnO4与H2C2O4反应后，Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素转化为CO2气体逸出，用化合价升降法配平化学方程式；

（2）探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响，由控制变量法可知，只改变草酸的浓度即可， 由第一组实验，H2C2O4溶液和水的总体积为10.0 ml， 可以求出a，b的值；利用草酸的物质的量和高锰酸钾的物质的量关系，得出草酸过量，高锰酸钾完全反应，利用速率公式计算出速率；

（3）由于该实验是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的结果，而实验中没有给硫酸的体积，故不合理；

（1）酸性KMnO4与H2C2O4反应后，Mn元素以Mn2+形式存在溶液中，C元素转化为CO2气体逸出，用化合价升降法配平化学方程式，故化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O，

故答案为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O；

（2）①探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响，由控制变量法可知，只改变草酸的浓度即可， 由第一组实验，H2C2O4溶液和水的总体积为10.0，即a=2.0，b=10.0，

故答案为：2.0；10.0；

②实验一取了4ml0.01mol/L KMnO4溶液，草酸的物质的量为10ml×0.10mol/L =0.001mol，高锰酸钾的物质的量为0.01 mol/L×0.004L=0.00004mol；草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.001mol：0.00004mol=25:1；显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的平均速率为： = 0.0005 mol/(L·s) ，

故答案为：0.0005 mol/(L·s)

（3）由于该实验是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的结果，而实验中没有给硫酸的体积，故不合理，

故答案为：不合理，没有硫酸溶液的体积。