Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應來探究“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-1	體積/mL	濃度/mol·L-1	體積/mL
①	0.10	2.0	0.010	4.0	25
②	0.20	2.0	0.010	4.0	25
③	0.20	2.0	0.010	4.0	50

(1)寫出H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應的離子方程式___________；

(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υ(KMnO4)=_____mol/(L·min)；

(4)已知50℃時c(MnO4-)～反應時間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變，請在坐標圖中，畫出25℃時c(MnO4-)～t的變化曲線示意圖________。

Answer 1

【答案】2MnO4—+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O ②③ ①② 0.010或1.0×102

【解析】

（1）根據題中信息及化合價升降法配平反應的化學方程式，將該化學方程式改成離子方程式即可；

（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；根據探究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；

（4）根據溫度降低反應速率減小畫出25℃時c（MnO4-）～t的變化曲線示意圖。

（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寫出反應的化學方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，改寫成離子方程式為：2MnO4—+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；

（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：②③；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①②，故答案為：②③；①②；

（3）草酸的物質的量為：0.10molL1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質的量為：0.010molL1×0.004L=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)= ×0.010mol/L÷=0.010 mol/(L·min)或1.0×102 mol/(L·min)，故答案為：0.010或1.0×102；

（4）25℃時反應速率小于50℃時，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時小，反應需要的時間大于50℃條件下需要的時間，據此畫出25℃時c（MnO4-）～t的變化曲線示意圖為：。