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某興趣小組同學探究KMnO4溶液與草酸(H2C2O4)溶液反應速率的影響因素。配制1.0×10?3mol?L?1KMnO4溶液、0.40mol?L?1草酸溶液。將KMnO4溶液與草酸溶液按如下比例混合。
【設計實驗】
序號 V(KMnO4)/mL V(草酸)/mL V(H2O)/mL 反應溫度
2.0 2.0 0 20oC
2.0 1.0 1.0 20oC
(1)實驗①和②的目的是
探究草酸濃度對反應速率的影響
探究草酸濃度對反應速率的影響
。
(2)甲認為上述實驗應控制pH相同,可加入的試劑是
b
b
(填序號)。
a.鹽酸b.硫酸c.草酸
【實施實驗】
小組同學將溶液pH調至1并進行實驗①和②,發(fā)現(xiàn)紫色并未直接褪去,而是分成兩個階段:i.紫色溶液變?yōu)榍嗌芤?,ii.青色溶液逐漸褪至無色溶液。
資料:(a)Mn2+在溶液中無色,在草酸中不能形成配合物;
(b)Mn3+無色,有強氧化性,發(fā)生反應Mn3++2C2
O
2
-
4
?[Mn(C2O42]?(青綠色)后氧化性減弱;
(c)
M
n
O
2
-
4
呈綠色,在酸性條件下不穩(wěn)定,迅速分解產生
M
n
O
-
4
和MnO2。
(3)乙同學從氧化還原角度推測階段i中可能產生了
M
n
O
2
-
4
。你認為該觀點是否合理,并說明理由:
否,
M
n
O
2
-
4
在酸性條件下不穩(wěn)定,迅速分解產生
M
n
O
-
4
和MnO2
否,
M
n
O
2
-
4
在酸性條件下不穩(wěn)定,迅速分解產生
M
n
O
-
4
和MnO2
。
【深入探究】
進一步實驗證明溶液中含有[Mn(C2O42]?,反應過程中MnO4?和[Mn(C2O42]-濃度隨時間的變化如圖。

(4)第i階段中檢測到有CO2氣體產生,反應的離子方程式為
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]?+4H2O
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]?+4H2O
。
(5)實驗②在第ii階段的反應速率較大,可能的原因是
實驗②中所加草酸的物質的量比實驗①的更少,導致階段i形成的[Mn(C2O42]?實驗②比實驗①的更少,生成的Mn3+實驗②比實驗①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]?
實驗②中所加草酸的物質的量比實驗①的更少,導致階段i形成的[Mn(C2O42]?實驗②比實驗①的更少,生成的Mn3+實驗②比實驗①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]?
。
(6)據(jù)此推測,若在第ii階段將c(H+)調節(jié)至0.2mol/L,溶液褪至無色的時間會
減少
減少
(填“增加”“減少”或“不變”)。
【結論與反思】
(7)上述實驗涉及的反應中,草酸的作用是
還原劑和酸性
還原劑和酸性
。
結論:反應可能是分階段進行的。草酸濃度的改變對不同階段反應速率的影響可能不同。

【答案】探究草酸濃度對反應速率的影響;b;否,
M
n
O
2
-
4
在酸性條件下不穩(wěn)定,迅速分解產生
M
n
O
-
4
和MnO2;
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]?+4H2O;實驗②中所加草酸的物質的量比實驗①的更少,導致階段i形成的[Mn(C2O42]?實驗②比實驗①的更少,生成的Mn3+實驗②比實驗①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]?強;減少;還原劑和酸性
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:150引用:5難度:0.6
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