【題目】酸性 KMnO4 溶液能與草酸(H2C2O4)溶液反應(yīng)。某化學(xué)探究小組利用反應(yīng)過(guò)程中溶液紫色消失快慢的 方法來(lái)研究影響反應(yīng)速率的因素。
I.實(shí)驗(yàn)前首先用濃度為 0.1000 mol/L 酸性 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的草酸溶液。
(1)寫出滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
(2)下列有關(guān)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的說(shuō)法中正確的是 。
A.把 15.8 g KMnO4 固體溶于 1 L 水中所得溶液物質(zhì)的量濃度為 0.1 mol/L
B.把 0.01 mol KMnO4 固體投入 100 mL 容量瓶中加水至刻度線,充分振蕩后,濃度為 0.1 mol/L
C.需要 90 mL 0.1 mol/L 的 KMnO4 溶液,應(yīng)準(zhǔn)確稱量 KMnO4 固體 1 58 g
D.定容時(shí)仰視容量瓶頸刻度線讀數(shù),會(huì)使配制的溶液濃度偏高
II.通過(guò)滴定實(shí)驗(yàn)得到草酸溶液的濃度為 0.2000 mol/L。用該草酸溶液按下表進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)(每次實(shí)驗(yàn)草酸溶液的用量均為 8.00 mL)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 溫度(℃) | 催化劑用量(g) | 酸性高錳酸鉀 溶液 |
體積(mL) | 濃度(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)寫出表中實(shí)驗(yàn) 1 和實(shí)驗(yàn) 2 的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span> 。
(4)該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn) 1 和實(shí)驗(yàn) 3 分別進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),測(cè)得以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(從混合振蕩均勻開(kāi)始計(jì)時(shí)):
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | 溶液褪色所需時(shí)間 (min) |
第 1 次 | 第 2 次 | 第 3 次 |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
2 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述數(shù)據(jù)后得出“其他條件相同時(shí),酸性高錳酸鉀溶液的濃度越小,褪色時(shí)間就越短,即反應(yīng)速率就越快”的結(jié)論。甲同學(xué)認(rèn)為該小組“探究反應(yīng)物濃度對(duì)速率影響”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題,從而得到了錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,甲同學(xué)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)簡(jiǎn)述甲同學(xué)改進(jìn) 的實(shí)驗(yàn)方案______________。
(5)該實(shí)驗(yàn)中使用的催化劑應(yīng)選擇 MnSO4 并非 MnCl2,原因可用離子方程式表示為________。
III.工業(yè)上可用軟錳礦(主要成分為 MnO2)經(jīng)下列生產(chǎn)過(guò)程制備高錳酸鉀。
①由軟錳礦提取得到 MnO2,然后在 MnO2、KOH 的熔融混合物中通入空氣可制得錳酸鉀(K2MnO4);
②向錳酸鉀溶液中通入CO2可獲得高錳酸鉀。
(6)第①步生產(chǎn)過(guò)程中,在熔融混合物中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(7)向錳酸鉀溶液中通入CO2可獲得高錳酸鉀,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________________。