Question

【題目】用酸性KMnO4溶液與H2C2O4（草酸）溶液反應研究影響反應速率的因素，一實驗小組欲通過測定單位時間內生成CO2的體積，探究某種影響化學反應速率的因素，設計實驗方案如下（KMnO4溶液已酸化），實驗裝置如圖所示：

實驗序號	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）寫出該反應的離子方程式__________________________________________。

（2）該實驗探究的是________因素對化學反應速率的影響。相同時間內針筒中所得CO2的體積大小關系是______>______（填實驗序號）。

（3）若實驗①在2min末收集了4.48mL CO2（標準狀況下），則在2min末，c(MnO4-)=______ mol·L-1（假設混合溶液的體積為50mL）。

（4）除通過測定一定時間內CO2的體積來比較反應速率外，本實驗還可通過測定_________________________來比較化學反應速率。

（5）小組同學發現反應速率變化如圖，其中t1-t2時間內速率變快的主要原因可能是：①反應放熱，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間（或產生相同體積氣體所需要的時間） 產物Mn2+是反應的催化劑

【解析】

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

（2）對比實驗①②只有草酸的濃度不同，即該實驗探究的是濃度對反應速率的影響，實驗②中A溶液的c(H2C2O4)比實驗①中大，則實驗②的化學反應速率快，相同時間內所得CO2的體積大，即②>①；

（3）收集到CO2的物質的量為n(CO2)==2×10-4mol，根據（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）本實驗還可通過測定KMnO4完全褪色所需的時間或產生相同體積氣體所需要的時間；

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