酸性KMnO4溶液能与草酸（H2C2O4）溶液反应．某化学探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素．I．实验前首先用浓度为0.1000mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定未

Question

酸性 KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应．某化学探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的 方法来研究影响反应速率的因素．
I．实验前首先用浓度为 0.1000mol/L 酸性 KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液．
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式 ___．
（2）下列有关一定物质的量浓度溶液配制的说法中正确的是 ___．
A．把 15.8g KMnO₄固体溶于 1L 水中所得溶液物质的量浓度为 0.1mol/L
B．把 0.01mol KMnO₄固体投入 100mL 容量瓶中加水至刻度线，充分振荡后，浓度为 0.1mol/L C．需要 90mL 0.1mol/L 的 KMnO₄溶液，应准确称量 KMnO₄ 固体 1 58g
D．定容时仰视容量瓶颈刻度线读数，会使配制的溶液浓度偏高
II．通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为 0.2000mol/L．用该草酸溶液按下表进行后续实验（每次实验草酸溶液 的用量均为 8.00mL）．

实验 编号	温度 （℃）	催化剂 用量（g）	酸性高锰酸钾溶液
			体积（mL）	浓度（mol/L）
1	25	0.5	4.00	0.1000
2	50	0.5	4.00	0.1000
3	25	0.5	4.00	0.0100
4	25	0	4.00	0.1000

（3）写出表中实验 1 和实验 2 的实验目的： ___．
（4）该小组同学对实验 1 和实验 3 分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验 编号	溶液褪色所需时间（min）
	第 1 次	第 2 次	第 3 次
1	14.0	13.0	11.0
2	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“其他条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就越短，即反应速率就
越快”的结论．甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到 了 错 误 的 实 验 结 论，甲 同 学 改 进 了 实 验 方 案，请 简 述 甲 同 学 改 进．
（5）该实验中使用的催化剂应选择 MnSO₄并非 MnCl₂，原因可用离子方程式表示为 ___．
III．工业上可用软锰矿（主要成分为 MnO₂）经下列生产过程制备高锰酸钾．
①由软锰矿提取得到 MnO₂，然后在 MnO₂、KOH 的熔融混合物中通入空气可制得锰酸钾（K₂MnO₄）；
②向锰酸钾溶液中通入 CO₂ 可获得高锰酸钾．
（6）第①步生产过程中，在熔融混合物中通入空气时发生反应的化学方程式：___．
（7）向锰酸钾溶液中通入CO₂可获得高锰酸该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___．

Answer 1

（1）高锰酸钾具有强氧化性，把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳，Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子，由于草酸分子中有2个C原子，所以高锰酸钾与草酸的反应比例为 5：2，故反应的方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）A．15.8gKMnO₄物质的量为0.1mol，溶于1L水中所得溶液的体积大于1L，故A错误；
B．固体应先在烧杯中溶解，然后转移入容量瓶，不能在容量瓶中溶解，故B错误；
C．需要90mL的溶液，因为没有90mL容量瓶，故需要100mL容量瓶，经计算得知：配制0.1mol/L的KMnO₄溶液，应准确称量固体1.58g，故C正确；
D．定容时仰视容量瓶颈刻度线读数，会使配制的溶液浓度偏低，故D错误，
故答案为：C；
（3）Ⅱ实验1、2反应物用量完全相同，只有温度不同，目的就在于探究温度不同对反应速率的影响；
故答案为：探究温度不同对反应速率的影响；
（4）因根据表格中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系，需满足高锰酸钾的物质的量相同，浓度不同的草酸溶液，故甲同学改进的实验方案其它条件相同时，利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应，测量溶液褪色时间，
故答案为：其它条件相同时，利用等量且少量的高锰酸钾与等体积不同浓度的足量草酸溶液反应，测量溶液褪色时间；
（5）酸性条件下，高锰酸根离子能将氯离子氧化成氯气，自身被还原成二价锰离子，反应方程式为2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+10Cl^-+16H⁺=5Cl₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（6）由工艺流程转化关系可知，MnO₂、KOH的熔融混合物中通入空气时发生反应生成K₂MnO₄，根据元素守恒还应生成水．反应中锰元素由+4价升高为+6价，总升高2价，氧元素由0价降低为-2价，总共降低4价，化合价升降最小公倍数为4，所以MnO₂系数2，O₂系数为1，根据锰元素守恒确定K₂MnO₄系数为2，根据钾元素守恒确定KOH系数为4，根据氢元素守恒确定H₂O系数为2，所以反应化学方程式为2MnO₂+4KOH+O₂(高温.)/()2K₂MnO₄+2H₂O，
故答案为：2MnO₂+4KOH+O₂(高温.)/()2K₂MnO₄+2H₂O；
（7）由工艺流程转化关系可知，向K₂MnO₄溶液中通入CO₂制备KMnO₄、还生成K₂CO₃、MnO₂，故化学方程式为3K₂MnO₄+2CO₂=2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，升失氧化还原剂，得到的是氧化产物，故氧化产物为KMnO₄，降得还原氧化剂得到的是还原产物，故还原产物为MnO₂，故氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1．