Question

【題目】用酸性KMnO4溶液與H2C2O4（草酸）溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素，一實(shí)驗(yàn)小組欲通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2的體積，探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（KMnO4溶液已酸化），實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol·L-1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol·L-1KMnO4溶液

（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________________________。

（2）該實(shí)驗(yàn)探究的是________因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得CO2的體積大小關(guān)系是______>______（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。

（3）若實(shí)驗(yàn)①在2min末收集了4.48mL CO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則在2min末，c(MnO4-)=______ mol·L-1（假設(shè)混合溶液的體積為50mL）。

（4）除通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO2的體積來(lái)比較反應(yīng)速率外，本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定_________________________來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率。

（5）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率變化如圖，其中t1-t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①反應(yīng)放熱，②___________________。

Answer 1

【答案】2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 濃度 ② ① 0.0052 KMnO4溶液完全褪色所需時(shí)間（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時(shí)間） 產(chǎn)物Mn2+是反應(yīng)的催化劑

【解析】

（1）利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性，將草酸氧化成CO2，本身被還原成Mn2+，利用化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，即離子方程式為2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②只有草酸的濃度不同，即該實(shí)驗(yàn)探究的是濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)②中A溶液的c(H2C2O4)比實(shí)驗(yàn)①中大，則實(shí)驗(yàn)②的化學(xué)反應(yīng)速率快，相同時(shí)間內(nèi)所得CO2的體積大，即②>①；

（3）收集到CO2的物質(zhì)的量為n(CO2)==2×10-4mol，根據(jù)（1）的離子方程式，得出：n(MnO4-)=mol=4×10-5mol，在2min末，n(MnO4-)=30×10-3L×0.01mol·L-1-4×10-5mol=2.6×10-4mol，從而可得c(MnO4-)==0.0052mol·L-1；

（4）本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定KMnO4完全褪色所需的時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時(shí)間；

（5）這段時(shí)間，速率變快的主要原因是①產(chǎn)物中Mn2+或MnSO4是反應(yīng)的催化劑，②反應(yīng)放熱，使混合溶液的溫度升高，加快反應(yīng)速率。