Question

【題目】某學習小組利用反應：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O H2C2O4來探究“外界條件對化學反應速率的影響”。實驗時，先分別量取KMnO4酸性溶液、H2C2O4溶液，然后倒入大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的快慢。

(1)該反應是溶液之間發生的不可逆反應，改變壓強對其反應速率的影響是______(填序號)。

A.可能明顯加快 B.可能明顯減慢 C.幾乎無影響，可以忽略

(2)甲同學設計了如下實驗

實驗編號	H2C2O4溶液		KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度（mol/L）	體積（mL）	濃度（mol/L）	體積（mL）
a	0.10	2.0	0.010	4.0	25
B	0.20	2.0	0.010	4.0	25
c	0.20	2.0	0.010	4.0	50

①探究溫度對化學反應速率影響的組合實驗編號是__________，可探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是__________。

②實驗a測得混合后溶液褪色的時間為40%，忽略混合前后 體積的微小變化，則這段時間內的平均反應速率v(KMnO4)=______。

（3）在其它條件相同的情況下，乙同學用不同濃度的KMnO4酸性溶液實驗，測得實驗數據如下表所示：

實驗編號	溫度℃	H2C2O4溶液		KMnO4酸性溶液	褪色的時間(min)
		濃度（mol/L）	體積（mL）	濃度（mol/L）		體積（mL）
1	25	0.10	4	0.2	8	t1
2	25	0.010	4	0.2	8	t2(t2<t3)

依據表中數據，_____(填“能”或“不能”)得出“溶液褪色所需時間越短，反應速率越快”的結論，理由是__________________。

(4)在實驗中，草酸(H2C2O4)溶液與KMnO4酸性溶液反應時，褪色總是先慢后快。

①同學們據此提出以下假設：

假設1：該反應為放熱反應

假設2：反應生成的Mn2+對該反應有催化作用

假設3：反應生成的K+或SO42-該反應有催化作用

丙同學認為假設3不合理，其理由是__________。

②丁同學用如下實驗證明假設2成立：在A和B兩支試管中分別加入4mL0.2mol·L-1草酸溶液，再在A試管中加入lmL0.1mol·L-1MnSO4溶液、B試管中加入1mL蒸餾水，然后在兩支試管中同時分別加入1mLO.1mol·L-1KMnO4酸性溶液，A試管溶液褪色的時間明顯早于B試管。在B試管中加入1mL蒸餾水的目的是：__。

③同學們認為不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液對該反應進行催化探究，其原因是（用離子方程式表示）_______________。

Answer 1

【答案】Ca和bb和c0.000167 mol·L－1·s－1（不能兩組實驗中，高錳酸鉀的濃度、用量不等，濃度大則反應快，但用量大則導致溶液褪色需更長時間K+、SO42－未參與該離子反應控制變量，使兩個實驗中草酸、高錳酸鉀的濃度彼此相同2MnO4－+10Cl－+16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O

【解析】

(1)雖然產物中有CO2氣體，改變壓強時會改變CO2濃度，但反應不可逆，不存在影響逆反應速率的問題，故改變CO2濃度對正反應速率無影響，答案為C；

(2)①探究外因對速率的影響，通常只改變一個變量，而其它條件相同，則a和b是在相同溫度下探究濃度對速率的影響，b和c是在濃度相同的情況下，探究溫度對速率的影響；

②實驗a測得混合后溶液褪色的時間為40s，忽略混合前后 體積的微小變化，則這段時間內的平均反應速率v(KMnO4)=(0.010mol/L×)÷40s= 0.000167 mol·L－1·s－1；

(3) 兩組實驗中，高錳酸鉀的濃度、用量不等，濃度大則反應快，但用量大則導致溶液褪色需更長時間，故依據表中數據不能得出“溶液褪色所需時間越短，反應速率越快”的結論；

（4）①將反應5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O改寫為離子方程式為5H2C2O4+2MnO4-+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；可知K+、SO42－未參與該離子反應，故假設3不合理；

②丁同學向B試管中加入1mL蒸餾水是為了控制變量，使兩個實驗中草酸、高錳酸鉀的濃度彼此相同；

③因為酸性條件下KMnO4能氧化溶液中的Cl-，發生反應的離子方程式為2MnO4－+10Cl－+16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O。