Question

【題目】用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。一實驗小組欲通過測定單位時間內(nèi)生成CO2的速率，探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計實驗方案如表（KMnO4溶液用稀硫酸酸化），實驗裝置如圖1:

實驗序號	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.0lmol·L-1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L-1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol·L-1KMnO4溶液

（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

（2）該實驗探究的是__________因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。相同時間內(nèi)針筒中所得CO2的體積

大小關(guān)系是__________ < __________ (填實驗序號）。

（3）若實驗①在2min末收集了 2.24mLCO2 （標準狀況下），則在2min末，c(MnO4-) =__________ mol·L-1。（假設(shè)混合溶液體積為50mL）

（4）除通過測定一定時間內(nèi)CO2的體積來比較反應(yīng)速率，本實驗還可通過測定__________來比較化學(xué)反應(yīng)速率。（一條即可）

（5）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率隨時間的變化如圖2所示，其中t1t2時間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：

①__________ ； ②__________ 。

Answer 1

【答案】 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 濃度 ① ② 0.0056 KMnO4溶液完全褪色所需時間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時間 該反應(yīng)放熱 產(chǎn)物Mn2+是反應(yīng)的催化劑

【解析】（1）KMnO4和H2C2O4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳、水，KMnO4和中錳降低了5價，1個H2C2O4分子中有2個+3價的C，所以升高1×2=2價，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等可以確定KMnO4和H2C2O4的比例關(guān)系為：2：5，再根據(jù)電荷守恒配平離子方程式：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
（2）對比①②實驗可探究草酸的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大，化學(xué)反應(yīng)速率大，相同時間所得CO2的體積大；
（3）CO2的物質(zhì)的量為： =0.0001mol，設(shè)2min末，反應(yīng)消耗的n（MnO4-）為x，
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
210
x0.0001mol
解得 x=0.00002mol
反應(yīng)剩余的高錳酸根離子的物質(zhì)的量為：30×10-3L×0.01molL-1-0.00002mol=0.00028mol
c（MnO4-）===0.0056mol/L；

（4）除通過測定一定時間內(nèi)CO2的體積來比較反應(yīng)速率，本實驗還可以通過測定KMnO4溶液完全褪色所需時間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時間來比較化學(xué)反應(yīng)速率；
（5）研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖2所示發(fā)生變化，則t1～t2時間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加快了反應(yīng)速率；②產(chǎn)物Mn2+是反應(yīng)的催化劑。