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有硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO4-转化为Mn2+.某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用.为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
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更新时间:2024-03-28 16:01:17
问题描述:

有硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO4-转化为Mn2+.某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用.为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:

(1)常 温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表.

实验
编号温度初始pH0.1mol/L草酸溶液/mL0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL蒸馏水
体积/mL待测数据(反应混合液褪色时间/s)
常温1205030 t1
常温2205030t2
常温240______t3
(2)该反应的离子方程式___.

(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是___.

(4)请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用,完成下表中内容.

实验方案(不要求写出具体操作过程)
预期实验结果和结论


___


___
(5)化学小组滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度:取ag草酸晶体(H2C2O4•2H2O,摩尔质量126g/mol)溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4酸化,再用KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定次,平均消耗KMnO4溶液VmL.滴定到达终点的现象是:___;实验中所需的定量仪器有___(填仪器名称).该KMnO4溶液的物质的量浓度为___mol/L.

寇传乾回答:
  (1)实验要求控制KMnO4溶液初始浓度相同,则KMnO4溶液的体积为50mL,总体积为100mL,则水的体积10mL,故答案为:50;10;   (2)草酸与高锰酸钾反应是锰离子和二氧化碳、水,其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;   (3)实验①和②只有pH不同,其它条件都相同,而且t1<t2,说明溶液的pH对该反应的速率有影响,故答案为:溶液的pH对该反应的速率有影响;   (4)控制其他反应条件与实验①相同,加硫酸锰进行对比实验,若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1,则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同,则MnSO4对该反应无催化作用);   故答案为:   实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论往反应混合液中加入少量MnSO4固体,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1,则MnSO4对该反应起催化作用(若褪色时间相同,则MnSO4对该反应无催化作用);   (5)高锰酸钾本身有颜色,故不需要另加指示剂,草酸反应完毕,加入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为红色,红色30s内不褪去,说明滴定到终点;   称量固体用托盘天平、配制250ml溶液用250mL容量瓶、量取KMnO4溶液和草酸溶液用到酸式滴定管;   c(草酸)=ag126g/mol0.25L
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