题目
【题目】用 KMnO_4 标准溶液滴定 Na_2C_2O_4 时,反应速率由慢到快的原因是()。A. 歧化反应B. 诱导反应C. 催化反应D. 自身催化反应
【题目】用 KMnO_4 标准溶液滴定 Na_2C_2O_4 时,反应速率由慢到快的原因是()。
A. 歧化反应
B. 诱导反应
C. 催化反应
D. 自身催化反应
题目解答
答案
D. 自身催化反应
解析
本题考查氧化还原反应中的自身催化效应。关键点在于理解高锰酸钾(KMnO₄)与草酸钠(Na₂C₂O₄)在酸性条件下的反应机理。反应初期,由于Mn²⁺的生成,其作为催化剂加速后续反应,导致反应速率逐渐加快。这种现象属于自身催化反应,即反应产物(Mn²⁺)促进反应本身的进行。
反应机理分析
-
初始阶段:
KMnO₄与H₂SO₄作用生成少量Mn²⁺,此时浓度较低,催化效果不明显,反应速率较慢。
$\text{KMnO}_4 + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \cdots$ -
催化阶段:
生成的Mn²⁺在酸性条件下作为催化剂,降低反应活化能,加速C₂O₄²⁻与KMnO₄的反应:
$\text{C}_2\text{O}_4^{2-} + \text{MnO}_4^- + \text{H}^+ \rightarrow \text{CO}_2 + \text{Mn}^{2+} + \text{H}_2\text{O}$ -
速率变化:
随着Mn²⁺浓度逐渐增加,催化效率提升,反应速率由慢转快,最终达到最快。
选项辨析
- A.歧化反应:指同一元素发生歧化,但本题中Mn的化合价仅从+7降到+2,未出现歧化。
- B.诱导反应:指需初始活化步骤,但题目描述的是速率持续加快,非诱导过程。
- C.催化反应:表述笼统,未明确催化剂来源。
- D.自身催化反应:正确,因Mn²⁺作为反应中间产物,直接催化后续反应。