Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用反應(yīng)：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O H2C2O4來(lái)探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(jì)時(shí)，通過(guò)測(cè)定褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。

(1)該反應(yīng)是溶液之間發(fā)生的不可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對(duì)其反應(yīng)速率的影響是______(填序號(hào))。

A.可能明顯加快 B.可能明顯減慢 C.幾乎無(wú)影響，可以忽略

(2)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的組合實(shí)驗(yàn)編號(hào)是__________，可探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是__________。

②實(shí)驗(yàn)a測(cè)得混合后溶液褪色的時(shí)間為40%，忽略混合前后 體積的微小變化，則這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=______。

（3）在其它條件相同的情況下，乙同學(xué)用不同濃度的KMnO4酸性溶液實(shí)驗(yàn)，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度℃	H2C2O4溶液		KMnO4酸性溶液	褪色的時(shí)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(jù)表中數(shù)據(jù)，_____(填“能”或“不能”)得出“溶液褪色所需時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快”的結(jié)論，理由是__________________。

(4)在實(shí)驗(yàn)中，草酸(H2C2O4)溶液與KMnO4酸性溶液反應(yīng)時(shí)，褪色總是先慢后快。

①同學(xué)們據(jù)此提出以下假設(shè)：

假設(shè)1：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

假設(shè)2：反應(yīng)生成的Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用

假設(shè)3：反應(yīng)生成的K+或SO42-該反應(yīng)有催化作用

丙同學(xué)認(rèn)為假設(shè)3不合理，其理由是__________。

②丁同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)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(shí)分別加入1mLO.1mol·L-1KMnO4酸性溶液，A試管溶液褪色的時(shí)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(xué)們認(rèn)為不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液對(duì)該反應(yīng)進(jìn)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(shí)驗(yàn)中，高錳酸鉀的濃度、用量不等，濃度大則反應(yīng)快，但用量大則導(dǎo)致溶液褪色需更長(zhǎng)時(shí)間K+、SO42－未參與該離子反應(yīng)控制變量，使兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)物中有CO2氣體，改變壓強(qiáng)時(shí)會(huì)改變CO2濃度，但反應(yīng)不可逆，不存在影響逆反應(yīng)速率的問(wèn)題，故改變CO2濃度對(duì)正反應(yīng)速率無(wú)影響，答案為C；

(2)①探究外因?qū)λ俾实挠绊懀�通常只改變一個(gè)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(duì)速率的影響，b和c是在濃度相同的情況下，探究溫度對(duì)速率的影響；

②實(shí)驗(yàn)a測(cè)得混合后溶液褪色的時(shí)間為40s，忽略混合前后 體積的微小變化，則這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=(0.010mol/L×)÷40s= 0.000167 mol·L－1·s－1；

(3) 兩組實(shí)驗(yàn)中，高錳酸鉀的濃度、用量不等，濃度大則反應(yīng)快，但用量大則導(dǎo)致溶液褪色需更長(zhǎng)時(shí)間，故依據(jù)表中數(shù)據(jù)不能得出“溶液褪色所需時(shí)間越短，反應(yīng)速率越快”的結(jié)論；

（4）①將反應(yīng)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(yīng)，故假設(shè)3不合理；

②丁同學(xué)向B試管中加入1mL蒸餾水是為了控制變量，使兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中草酸、高錳酸鉀的濃度彼此相同；

③因?yàn)樗嵝詶l件下KMnO4能氧化溶液中的Cl-，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4－+10Cl－+16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O。