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某兴趣小组同学探究KMnO4溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应速率的影响因素。配制1.0×10−3mol•L−1KMnO4溶液、0.40mol•L−1草酸溶液。将KMnO4溶液与草酸溶液按如下比例混合。
【设计实验】
序号 V(KMnO4)/mL V(草酸)/mL V(H2O)/mL 反应温度
2.0 2.0 0 20oC
2.0 1.0 1.0 20oC
(1)实验①和②的目的是
探究草酸浓度对反应速率的影响
探究草酸浓度对反应速率的影响

(2)甲认为上述实验应控制pH相同,可加入的试剂是
b
b
(填序号)。
a.盐酸b.硫酸c.草酸
【实施实验】
小组同学将溶液pH调至1并进行实验①和②,发现紫色并未直接褪去,而是分成两个阶段:i.紫色溶液变为青色溶液,ii.青色溶液逐渐褪至无色溶液。
资料:(a)Mn2+在溶液中无色,在草酸中不能形成配合物;
(b)Mn3+无色,有强氧化性,发生反应Mn3++2C2
O
2
-
4
⇌[Mn(C2O42](青绿色)后氧化性减弱;
(c)
M
n
O
2
-
4
呈绿色,在酸性条件下不稳定,迅速分解产生
M
n
O
-
4
和MnO2
(3)乙同学从氧化还原角度推测阶段i中可能产生了
M
n
O
2
-
4
。你认为该观点是否合理,并说明理由:
否,
M
n
O
2
-
4
在酸性条件下不稳定,迅速分解产生
M
n
O
-
4
和MnO2
否,
M
n
O
2
-
4
在酸性条件下不稳定,迅速分解产生
M
n
O
-
4
和MnO2

【深入探究】
进一步实验证明溶液中含有[Mn(C2O42],反应过程中MnO4和[Mn(C2O42]-浓度随时间的变化如图。

(4)第i阶段中检测到有CO2气体产生,反应的离子方程式为
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]+4H2O
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]+4H2O

(5)实验②在第ii阶段的反应速率较大,可能的原因是
实验②中所加草酸的物质的量比实验①的更少,导致阶段i形成的[Mn(C2O42]实验②比实验①的更少,生成的Mn3+实验②比实验①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]
实验②中所加草酸的物质的量比实验①的更少,导致阶段i形成的[Mn(C2O42]实验②比实验①的更少,生成的Mn3+实验②比实验①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]

(6)据此推测,若在第ii阶段将c(H+)调节至0.2mol/L,溶液褪至无色的时间会
减少
减少
(填“增加”“减少”或“不变”)。
【结论与反思】
(7)上述实验涉及的反应中,草酸的作用是
还原剂和酸性
还原剂和酸性

结论:反应可能是分阶段进行的。草酸浓度的改变对不同阶段反应速率的影响可能不同。

【答案】探究草酸浓度对反应速率的影响;b;否,
M
n
O
2
-
4
在酸性条件下不稳定,迅速分解产生
M
n
O
-
4
和MnO2
M
n
O
-
4
+4H2C2O4=4CO2↑+[Mn(C2O42]+4H2O;实验②中所加草酸的物质的量比实验①的更少,导致阶段i形成的[Mn(C2O42]实验②比实验①的更少,生成的Mn3+实验②比实验①的更多,且Mn3+的氧化性比[Mn(C2O42]强;减少;还原剂和酸性
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:158引用:5难度:0.6
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