Question

【题目】KMnO4在实验室和工业生产中有广泛用途。

Ⅰ．某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液(弱酸)的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 mol/L H2C2O4溶液、0.010 mol/L KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。（已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O）

物理量 编号	V(0.20 mol/L H2C2O4溶液)/mL	V(蒸馏水)/mL	V(0.010 mol/L KMnO4溶液)/mL	m(MnSO4固体)/g	T/℃	乙
①	2.0	0	4.0	0	50
②	2.0	0	4.0	0	25
③	1.0	a	4.0	0	25
④	2.0	0	4.0	0.1	25

回答下列问题：

（1）完成上述反应原理的离子反应方程式_______________________。

（2）上述实验①②是探究____________对化学反应速率的影响；若上述实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为___________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写___________；上述实验②④是探究_________对化学反应速率的影响。

Ⅱ．某化学小组利用如图装置进行实验证明氧化性：KMnO4>Cl2>Br2。限选试剂：KBr溶液、KMnO4、浓盐酸、浓硫酸。

（3）装置d中观察到的现象为____________________；此实验装置的不足之处是无尾气吸收装置，请写出处理尾气的离子方程式_____________________。

Answer 1

【答案】（1）2MnO4－+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

（2）温度；1.0；t(溶液褪色时间)/s；催化剂

（3）溶液变为棕（橙）黄色；Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O

【解析】

试题分析：（1）酸性KMnO4溶液与H2C2O2发生氧化还原反应，MnO4-被还原为Mn2+，H2C2O2被氧化为CO2，结合离子方程式的电荷守恒和反应环境可知，要有H+参与反应，根据得失电子数守恒和电荷守恒来配平可得反应的离子方程式为2MnO4－+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

（2）当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，通过比较实验①②的反应条件可知，实验①②可探究温度对反应速率的影响；实验②③中的H2C2O4溶液的加入体积不同，故要探究H2C2O4溶液浓度不同对反应速率的影响，但反应体积溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积均为6mL，故甲应为V（蒸馏水）/mL，a的值为1.0；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液褪色时间的长短，故乙要测量的物理量是溶液褪色的时间；实验②④中不同之处在于④中使用了催化剂硫酸锰，所以是探究催化剂对化学反应速率的影响；

（3）根据在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物，故要实验证明氧化性；KMnO4＞Cl2＞Br2，需用KMnO4将Cl2氧化出，用Cl2将Br2氧化出，故a中应放浓盐酸，c中放KMnO4溶液，通过KMnO4能将浓盐酸中的Cl-氧化为Cl2可证明氧化性KMnO4＞Cl2；d中放KBr溶液，通过Cl2与KBr溶液反应置换出Br2可以证明氧化性Cl2＞Br2，由于c中有氯气生成，即有黄绿色气体产生，在d中氯气将KBr溶液氧化为单质溴，溶液变为棕黄色，由于氯气有毒，故应有尾气处理装置，一般用氢氧化钠溶液吸收，反应的离子方程式为Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O。