Question

1．某研究性學習小組為了研究影響化學反應速率的因素，設計如下方案：

實驗 編號	0.01mol•L-1 酸性KMnO4溶液	0.1mol•L-1 H2C2O4溶液	水	1mol•L-1 MnSO4溶液	反應溫度 /℃	反應時間
Ⅰ	2mL	2mL	0	0	20	125
Ⅱ	v1mL	v2mL	1mL	0	20	320
Ⅲ	v3mL	v4mL	v5mL	0	50	30
Ⅳ	2mL	2mL	0	2滴	20	10

已知：反應的方程式（未配平）：KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄→K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O
（1）實驗記時方法是從溶液混合開始記時，至紫紅色剛好褪去時記時結束．
（2）實驗I和Ⅱ研究濃度對反應速率的影響，實驗Ⅰ和Ⅲ研究溫度對反應速率的影響．則v₂=1，v₃=2，v₅=0．
（3）請配平上面的化學方程式：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O．
（4）某小組在進行每組實驗時，均發現該反應所示開始很慢，突然就加快，其可能的原因是MnSO₄是反應產物，開始濃度小，影響不大，隨著反應進行，濃度增大，催化效果明顯．
（5）實驗結束后，讀數前為了使兩個量氣管的壓強相等，避免產生壓強差，影響測定結果，需要進行的操作是移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平．

Answer 1

分析 （1）利用高錳酸鉀的顏色來判斷；
（2）實驗I和II研究濃度對反應速率的影響，溫度相同，濃度不同；實驗I和III研究溫度對反應速率的影響，濃度相同中，溫度不同；
（3）該反應中Mn元素化合價由+7價變為+2價、C元素化合價由+3價變為+4價，根據轉移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（4）實驗I和實驗IV對比，其他條件相同，實驗IV加入MnSO₄溶液后反應速率加快，應是催化劑對反應速率的影響；
（5）實驗結束后讀數前需要移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平，使兩個量氣管的壓強相等．

解答 解：（1）實驗計時方法是從溶液混合開始記時，到紫紅色剛好褪去計時結束，故答案為：紫紅色剛好褪去；
（2）根據實驗目的，選擇合理數據：高錳酸鉀本身作為指示劑，濃度不變，都是2mL，V₁=2mL，V₃=2mL；實驗I和II研究濃度對反應速率的影響，用水來控制溶液的總體積相同，所以草酸體積V₂=1mL；實驗I和III研究溫度對反應速率的影響，濃度全部相同，V₄=2mL，V₅=0mL，
故答案為：1；2；0；
（3）該反應中Mn元素化合價由+7價變為+2價、C元素化合價由+3價變為+4價，其轉移電子總數為10，根據轉移電子守恒知，KMnO₄的計量數是2、H₂C₂O₄的計量數是5，再根據原子守恒得方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O，
故答案為：2；5；3；1；2；10；8；
（4）從實驗數據分析，實驗I和實驗IV對比，其他條件相同，實驗IV加入MnSO₄后反應速率加快，所以MnSO₄溶液在反應中為催化劑，MnSO₄是反應產物，開始濃度小，影響不大，隨著反應進行，濃度增大，催化效果明顯，
故答案為：MnSO₄是反應產物，開始濃度小，影響不大，隨著反應進行，濃度增大，催化效果明顯；
（5）實驗結束后讀數前需要移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平，其作用是使兩個量氣管的壓強相等，避免產生壓強差，影響測定結果，
故答案為：移動量氣管，使兩個量氣管的液面相平．

點評 本題考查影響化學反應速率的因素、氧化還原反應的配平，需要認真分析題中信息，得出合理結論，本題難度中等．