Question

Ⅰ．某學校研究性學習小組開展“不同條件對化學反應速率影響的探究”課題，選用4mL 0.01mol?L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol?L^-1 H₂C₂O₄溶液進行實驗，改變條件如下：

組別	10%硫酸的體積（mL）	溫度/℃	其他物質
Ⅰ	2mL	20
Ⅱ	2mL	20	10滴飽和MnSO4溶液
Ⅲ	2mL	30
Ⅳ	1mL	20	1mL蒸餾水

（1）如果研究催化劑對化學反應速率的影響，使用實驗

Ⅰ

和

Ⅱ

（用I～IV表示，下同）；如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗

Ⅰ

和

Ⅲ

．
（2）對比實驗I和IV，可以研究

硫酸的濃度或氫離子濃度

對化學反應速率的影響，實驗IV中加入1mL蒸餾水的目的是

確保①和④組對比實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變

．
Ⅱ．該小組查閱資料得知：C₂O₄^2-+MnO₄^-+H⁺→CO₂↑+Mn²⁺+H₂O（未配平），欲利用該反應測定某草酸鈉（Na₂C₂O₄）樣品中草酸鈉的質量分數．該小組稱量1.34g草酸鈉樣品溶于稀硫酸中，然后用0.200mol?L^-1的酸性高錳酸鉀溶液進行滴定（其中的雜質不跟高錳酸鉀和稀硫酸反應）．
（1）滴定前是否要滴加指示劑？

否

（填“是”或“否”），請說明理由

KMnO₄溶液呈紫紅色，達滴定終點紫色不再褪去

．
（2）滴定時用

b

（填a或b）滴定管盛裝KMnO₄標準溶液．
（3）達到終點時消耗了15.00mL的高錳酸鉀溶液，樣品中草酸鈉的質量分數為

75%

．

Answer 1

分析：Ⅰ．
（1）探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在其它條件相同，的條件下，對比實驗；
（2）對比實驗I和IV，從提供的反應物的差異解答；
Ⅱ．
（1）高錳酸鉀為紫紅色，過程中不需要加指示劑；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性；
（3）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發生氧化還原反應生成二價錳離子、二氧化碳和水，根據反應計算；

解答：解：Ⅰ．（1）由實驗目的可知，探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在相同的條件下對比實驗，同濃度溶液，在相同溫度下進行反應，Ⅰ無催化劑，Ⅱ有催化劑，對比實驗；如果研究溫度對化學反應速率的影響，需其它條件相同，溫度不同，I有20℃，Ⅲ中溫度為30℃，能進行對照實驗，
故答案為：Ⅰ、Ⅱ；Ⅰ、Ⅲ；探究濃度、溫度、接觸面積對化學反應速率的影響，
（2）對比實驗I和IV，10%硫酸的體積不同，其它物質，Ⅳ中加入了蒸餾水，說明兩組實驗中的反應物的濃度不同，所以可通過探究反應物的濃度對化學反應速率的影響；對比實驗I和IV，Ⅳ中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，就不能保證，4mL 0.01mol?L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol?L^-1 H₂C₂O₄溶液，反應物濃度相同，實驗IV中加入1mL蒸餾水的目的是保證了KMnO₄溶液與H₂C₂O₄溶液的起始濃度相同；
故答案為：硫酸的濃度或氫離子濃度；確保①和④組對比實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變；
Ⅱ．（1）高錳酸鉀溶液為紫紅色，當達到滴定終點時，再滴入高錳酸鉀溶液時，紫紅色不再褪去，故答案為：否；KMnO₄溶液呈紫紅色，達滴定終點紫色不再褪去；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性，腐蝕橡皮管，應用酸式滴定管，故答案為：b； 
（3）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶于稀硫酸中，然后用酸性高錳酸鉀溶液進行滴定，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O． n（KMnO₄）=0.015L×0.200mol?L^-1=3×10^-3mol，根據方程式可得：
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
2              5
3×10^-3mol     7.5×10^-3mol    
樣品中草酸鈉的質量為m=7.5×10^-3mol×134g/mol=7.5×134×10^-3g，
樣品中草酸鈉的質量分數為

7.5×134×10-3g

1.34g

×100%=75%，
故答案為：75%；

點評：本題主要結合實驗考查了外界條件對化學反應速率的影響，質量分數的計算，注意把握實驗的原理，要求具備一定的理論分析能力和計算解決問題的能力．