Question

1．某小組利用H₂C₂O₄溶液和酸性KMnO₄溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”．實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢．該小組設(shè)計了如下方案．

編號	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度℃
	濃度/（mol•L-1）	體積/mL	濃度/（mol•L-1）	體積/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

（1）已知反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄溶液轉(zhuǎn)化為MnSO₄，每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol電子．寫出H₂C₂O₄與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O．
（2）探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是②和③（填編號，下同），可探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗編號是①和②．
（3）實驗①測得KMnO₄溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO₄）=0.010或1.0×10^-2mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中信息及化合價升降法配平反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)電子守恒計算出1mol草酸完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；將該化學(xué)方程式改成離子方程式即可；
（2）根據(jù)探究溫度對反應(yīng)速率影響時除了溫度外其它條件必須相同判斷；根據(jù)體積濃度對反應(yīng)速率影響時除了濃度不同，其他條件必須完全相同分析；
（3）先根據(jù)醋酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量判斷過量，然后根據(jù)不足量及反應(yīng)速率表達(dá)式計算出反應(yīng)速率．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)后H₂C₂O₄轉(zhuǎn)化為CO₂逸出，KMnO₄轉(zhuǎn)化為MnSO₄，利用化合價升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O+10CO₂↑，改寫成離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O；
H₂C₂O₄中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2（4-3）價，所以每消耗1mol H₂C₂O₄轉(zhuǎn)移2mol電子，
故答案為：2；5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O；
（2）探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿足此條件的實驗編號是：②和③；探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實驗編號是①和②，
故答案為：②和③； ①和②；
（3）草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol•L^-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010mol•L^-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：$\frac{0.010mol/L×0.004L}{0.002L+0.004L}$=$\frac{2}{3}$×0.010mol/L，
這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO₄）=$\frac{\frac{2}{3}×0.010mol/L}{\frac{40s}{60s/min}}$=0.010mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.010或1.0×10^-2．

點評 本題考查了探究溫度、濃度對反應(yīng)速率的影響，題目難度中等，注意掌握溫度、濃度、壓強(qiáng)等對反應(yīng)速率的影響，試題側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．