Question

【題目】用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）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的速率，探究某種影響化學反應速率的因素，設計實驗方案如表（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）該反應的化學方程式為__________。

（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 2.24mLCO2 （標準狀況下），則在2min末，c(MnO4-) =__________ mol·L-1。（假設混合溶液體積為50mL）

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

（5）小組同學發現反應速率隨時間的變化如圖2所示，其中t1t2時間內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生相同體積氣體所需的時間 該反應放熱 產物Mn2+是反應的催化劑

【解析】（1）KMnO4和H2C2O4發生氧化還原反應生成錳離子、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，根據化合價升降總數相等可以確定KMnO4和H2C2O4的比例關系為：2：5，再根據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反應速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大，化學反應速率大，相同時間所得CO2的體積大；
（3）CO2的物質的量為： =0.0001mol，設2min末，反應消耗的n（MnO4-）為x，
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
210
x0.0001mol
解得 x=0.00002mol
反應剩余的高錳酸根離子的物質的量為：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CO2的體積來比較反應速率，本實驗還可以通過測定KMnO4溶液完全褪色所需時間或產生相同體積氣體所需的時間來比較化學反應速率；
（5）研究發現反應速率總是如圖2所示發生變化，則t1～t2時間內速率變快的主要原因可能是：①該反應為放熱反應，反應放出的熱量使環境溫度升高，加快了反應速率；②產物Mn2+是反應的催化劑。