Question

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速

某化学兴趣小组在一次实验探究中发现，向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色先慢后快，即反应速率由小变大．小组成员为此“异常”现象展开讨论，猜想造成这种现象的最可能原因有两种，并为此设计实验进行探究验证．猜想Ⅰ：此反应过程放热，温度升高，反应速率加快；猜想Ⅱ：…．【实验目的】探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化“异常”原因；【实验用品】仪器：试管、胶头滴管、量筒、药匙、玻璃棒等；试剂：0.1mol/L H2C2O4溶液、0.05mol/L KMnO4（硫酸酸化）溶液等．请你根据该兴趣小组的实验探究设计思路，补充完整所缺内容．（1）草酸（H2C2O4，弱酸）与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为（已知：MnO4_还原产物是Mn2+）______．（2）要完成对猜想Ⅰ的实验验证，至少还需要一种实验仪器是______．（3）猜想Ⅱ可能是______．要设计实验验证猜想Ⅱ，进行该实验还要补充一种试剂及一种仪器，分别是______．（4）基于猜想Ⅱ成立，设计方案进行实验，请完成以下实验记录表内容． 试管A 试管B 加入试剂 ______ ______ （预期）实验现象（褪色时间） ______ ______ 结论 猜想Ⅱ正确

Answer 1

（1）5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O　
（2）温度计　
（3）生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率（2分）；MnSO4(S)、秒表
（4）如图：

试题分析：（1）草酸具有还原性，被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳，根据提示MnO4＿还原产物是Mn2+ ，所以改氧化还原反应的方程式为：5H2C2O4+ 2MnO4—+6H+=10CO2↑+2 Mn2++8H2O。
（2）从实验目的出发，探究草酸与高锰酸钾反应的速率变化，一般情况下随着反应的进行，反应物的浓度下降反应速率也随之减小，但是却出现异常。所以从影响化学反应速率的的因素上想问题，根据猜想1不难得出造成突变的原因是温度，所以需要测定温度变化的仪器温度计，故答案是温度计。
（3）除了猜想1，能加快反应速率的因素还有催化剂，所以猜想二可以从催化剂入手，因此可以得出猜想：生成的Mn2+在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率。而要验证这一猜想，可以加入含有Mn2+的试剂，可以是硫酸锰，同时可以用秒表测定反应速率是否受到影响，以此来验证这一猜想是否正确。
（4）基于猜想二，设计实验验证需要作对比实验，由于反应物种的高锰酸钾为有色试剂，所以可以从颜色变化快慢上初步判断猜想二的正确性，所以实验步骤如下：  

 

Answer 2

（1）草酸和酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）判断反应是否为放热反应，需要测定温度，所以要用到温度计，故答案为：温度计；
（3）根据反应速率的影响因素知，可能是反应生成的Mn²⁺起了催化作用，从而使反应速率加快；考虑到Mn²⁺起了催化作用，所以实验还需要MnSO₄（S）、秒表，
故答案为：生成的Mn²⁺在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率；MnSO₄（S）、秒表；
（4）猜想Ⅱ成立，即Mn²⁺在反应中起到催化剂的作用，从而加快了反应速率，所以和设计方案进行实验，要进行一组对比实验，一支试管A中仅仅1mL0.05mol/L KMnO₄、
2mL0.1mol/L H₂C₂O₄，另外一支试管B中加入1mL0.05mol/L KMnO₄、2mL0.1mol/L H₂C₂O₄和少量MnSO₄，根据溶液褪色的快慢来判断Mn²⁺在反应中是否起到催化剂的作用，
故答案为：

	试管A	试管B
加入试剂	1mL0.05mol/L KMnO4 2mL0.1mol/L H2C2O4	1mL0.05mol/L KMnO4 2mL0.1mol/L H2C2O4 少量MnSO4
（预期）实验现象 （褪色时间）	褪色较慢	褪色很快
结论	猜想Ⅱ正确