Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“條件對化學反應速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩，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。該小組設計了如下方案：

編號	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度（mol/L）	體積/mL	濃度（mol/L）	體積/mL
①	0.10	2.0	0.01	4.0	25
②	0.20	2.0	0.01	4.0	25
③	0.20	2.0	0.01	4.0	50

（1）已知反應后H2C2O4轉化為CO2逸出，為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質的量需要滿足的關系為：n(H2C2O4)∶n(KMnO4) ______________。

（2）探究溫度對化學反應速率影響的實驗編號是_______ （填編號，下同），可探究反應物濃度對化學反應速率影響的實驗編號是 ________.

（3）實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內平均反應速率v(KMnO4)=_______。

Answer 1

【答案】≥2.5 ②和③ ①和② 0.010molL-1min-1

【解析】

(1)根據“觀察到紫色褪去”必須滿足高錳酸鉀的物質的量小于草酸的物質的量解得二者濃度關系；

(2)根據探究溫度對反應速率影響時除了溫度外其它條件必須相同判斷；根據體積濃度對反應速率影響時除了濃度不同，其他條件必須完全相同分析；

(3)先根據醋酸和高錳酸鉀的物質的量判斷過量，然后根據不足量及反應速率表達式計算出反應速率。

(1)根據反應后H2C2O4轉化為CO2逸出，KMnO4轉化為MnSO4，利用化合價升降相等得反應的化學方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質的量不宜過量，即n(H2C2O4)：n(KMnO4)≥=2.5；

(2)探究溫度對化學反應速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿足此條件的實驗編號是：②和③；探究反應物濃度對化學反應速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實驗編號是①和②；

(3)草酸的物質的量為：0.10molL-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質的量為：0.010molL-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為=0.010mol/L，這段時間內平均反應速率v(KMnO4)==0.010molL-1min-1。