Question

【題目】結合所學內容，回答下列問題：

Ⅰ．某同學進行影響草酸與酸性高錳酸鉀溶液反應速率因素的研究。草酸與酸性高錳酸鉀的反應為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。室溫下，兩支試管分別編號①和②，實驗數據如下：

實驗序號	①	②
加入試劑	4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液 2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液	4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液 2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液 一粒黃豆粒大的MnSO4固體
褪色時間/s	116	6

試管①中KMnO4溶液褪色的速率開始十分緩慢，一段時間后突然加快。

請回答：

(1)該實驗結論是___________________________________________________________。

(2)實驗②選用MnSO4固體而不是MnCl2固體的原因是____________________________。

(3)該同學為使實驗更加嚴密，在試管③中做了如下實驗，請預測褪色時間約為_____。

實驗序號	③
加入試劑	4 mL 0.01mol/L酸性 KMnO4溶液 2 mL 0.1mol/L H2C2O4溶液 一粒黃豆粒大的Na2SO4固體
褪色時間/s

Ⅱ．滴定法是一種重要的定量分析方法，應用范圍很廣。某地市場上銷售的一種食用精制鹽包裝袋上有如下部分說明：

產品等級	一級
配料	食鹽、碘酸鉀(KIO3)、抗結劑
碘含量(以I計)	20～50 mg·kg－1

已知：IO3－＋5I－＋6H＋ = 3I2＋3H2O，I2＋2S2O32- = 2I－＋S4O62-某學生擬測定食用精制鹽的碘含量，其步驟為

a．準確稱取W g食鹽，加適量蒸餾水使其完全溶解

b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3與KI反應完全

c．加入指示劑，逐滴加入物質的量濃度為2.0×10/span>－3 mol·L－1的Na2S2O3溶液10.0 mL，恰好反應完全

(4)c中加入的指示劑可選用_________，恰好完全反應時的現象是_______________。

(5)若操作b在空氣中振蕩時間過長，則最終測定的測定食用精制鹽中的的碘含量會__________(填“偏高”、“偏低”或“沒有影響”)。

(6)根據以上實驗和包裝說明，算得所測食用精制鹽的碘含量是(以含W的代數式表示)________mg·kg－1(計算結果保留整數即可)。

Answer 1

【答案】在其他條件相同時，Mn2+是KMnO4與H2C2O4反應的催化劑，起著加快反應速率的作用 酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能氧化MnCl2中的Cl－，也會使KMnO4溶液褪色。或控制單一變量，排除Cl－對反應速率有影響的可能性（兩者取其一即可） 116 s 淀粉 溶液由藍色恰好變為無色,且30s不變化 偏高 423/W

【解析】

Ⅰ．（1）實驗①、②、③中使用的反應物是都是0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4溶液，都在室溫下反應，說明濃度相同，溫度相同，對比其他條件以及高錳酸鉀褪色時間的快慢，從催化劑對化學反應速率的影響進行分析；根據草酸與酸性高錳酸鉀反應生成了MnSO4來分析；
（2）根據酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能氧化氯化錳中的氯離子，也會使KMnO4溶液褪色，產生干擾進行分析；

（3）實驗①、②、③中使用的反應物是都是0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4，

實驗③沒有Mn2+的催化作用，反應速率和實驗①應相同；

Ⅱ．（4）碘遇淀粉溶液變藍；溶液呈藍色，隨反應I2＋2S2O32- = 2I－＋S4O62-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色；

（5）若操作b在空氣中振蕩時間過長，則有部分I-可能被空氣中的氧氣氧化成I2,在滴定時消耗的標準液偏多，計算結果偏大；
（6）根據IO3－＋5I－＋6H＋ = 3I2＋3H2O反應方程式計算。

（1）實驗①、②、③中使用的反應物是都是0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4，都在室溫下反應，說明濃度相同，溫度相同，高錳酸鉀褪色時間最快的是②，加了硫酸錳，③中加的是硫酸鈉與①褪色時間基本相同，對比得知起催化作用的是Mn2+，
因此，本題正確答案是：在其他條件相同時，Mn2+是草酸與酸性高錳酸鉀反應的催化劑，起著加快反應速率的作用；
（2）酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能氧化MnCl2中的Cl－，也會使KMnO4溶液褪色。或控制單一變量，排除Cl－對反應速率有影響的可能性（兩者取其一即可）

因此，本題正確答案是：酸性KMnO4溶液具有強氧化性，能氧化MnCl2中的Cl－，也會使KMnO4溶液褪色。或控制單一變量，排除Cl－對反應速率有影響的可能性（兩者取其一即可）；

（3）實驗①、②、③中使用的反應物是都是0.01mol/L酸性 KMnO4溶液、0.1mol/L H2C2O4，

實驗③沒有Mn2+的催化作用，反應速率和實驗①應相同，褪色時間約為116s；

因此，本題正確答案是：116s；

Ⅱ．（4）碘遇淀粉溶液變藍，故加入的指示劑可選用淀粉；溶液呈藍色，隨反應I2＋2S2O32- = 2I－＋S4O62-進行，溶液中沒有碘，溶液由藍色為無色，說明反應到終點，判斷c中反應恰好完全所根據的現象是：溶液由藍色恰好變為無色,且30s不變化，

因此，本題正確答案是：淀粉；溶液由藍色恰好變為無色,且30s不變化；

（5）若操作b在空氣中振蕩時間過長，則有部分I-可能被空氣中的氧氣氧化成I2,在滴定時消耗的標準液偏多，計算結果偏高；

因此，本題正確答案是：偏高；
（6）b中生成的碘在c中反應IO3－＋5I－＋6H＋ = 3I2＋3H2O，所以

IO3－~~~~~~3I2~~~~~~6S2O32-
1mol 6mol
x 2.0×10-3mol/L×0.01L=2.0×10-5mol

解得：x=2.0×10-5mol，m(I)=2.0×10-5mol×127g/mol=4.23×10-4g=0.423mg

則每千克食鹽中含碘==mg/kg，

因此，本題正確答案是：423/W。