Question

14．某實驗小組欲用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄反應(yīng)通過測定單位時間內(nèi)生成 CO₂的量來探究影響反應(yīng)速率的因素，設(shè)計實驗方案如表：

實驗序號	A 溶液	B 溶液
①	20 mL 0.1 mol•L-1 H2C2O4 溶液	30 mL 0.01 mol•L-1KMnO4 酸性溶液
②	20 mL 0.2 mol•L-1 H2C2O4 溶液	30 mL 0.01 mol•L-1 KMnO4酸性溶液

（1）檢驗如圖裝置氣密性的最簡便方法為：先關(guān)閉分液漏斗的活塞，再輕輕向外拉（或向內(nèi)壓）注射器的活塞，松手后恢復(fù)原位，表明氣密性良好．
（2）H₂C₂O溶液與酸性 KMnO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O．
（3）該實驗探究的是濃度因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，相同時間內(nèi)針筒中所得CO₂的體積大小關(guān)系是②＞①（填實驗序號）．
（4）若實驗①在2min末收集了4.48mL CO₂（標準狀況下），則在2min末，c（MnO₄^-）=0.0052mol/L（若忽略溶液混合前后體積的變化）．
（5）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖所示，積極探究t₁～t₂時間內(nèi)速率變快的主要原因，提出假設(shè)可能是：①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)、②產(chǎn)物Mn²⁺是反應(yīng)的催化劑、③K⁺對該反應(yīng)有催化作用．

Answer 1

分析 （1）關(guān)閉分液漏斗的活塞，拉動活塞，松手后觀察活塞是否復(fù)原可檢查氣密性；
（2）KMnO₄和H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳、水，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平方程式；
（3）對比①②實驗可探究草酸濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大；
（4）先求出反應(yīng)的n（MnO₄^-）的物質(zhì)的量，再求出反應(yīng)后的濃度；
（5）根據(jù)反應(yīng)過程中反應(yīng)物濃度在減小，要加快反應(yīng)的條件還可能是溫度和催化劑的作用．

解答 解：（1）檢驗裝置氣密性的簡便方法為先關(guān)閉分液漏斗的活塞，再輕輕向外拉（或向內(nèi)壓）注射器的活塞，松手后恢復(fù)原位，表明氣密性良好，
故答案為：先關(guān)閉分液漏斗的活塞，再輕輕向外拉（或向內(nèi)壓）注射器的活塞，松手后恢復(fù)原位，表明氣密性良好；
（2）KMnO₄和H₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(jù)化合價升降總數(shù)相等可以確定KMnO₄和H₂C₂O₄比例關(guān)系為2：5，根據(jù)電荷守恒配平方程式：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（3）對比①②實驗可探究草酸的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大，化學(xué)反應(yīng)速率大，相同時間所得CO₂的體積大，
故答案為：濃度；②＞①；
（4）CO₂的物質(zhì)的量為：$\frac{4.48×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.0002mol，設(shè)2min末，反應(yīng)消耗的n（MnO₄^-）為x，
      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
        2                      10
        x                 0.0002mol
解得 x=0.00004mol
反應(yīng)剩余的高錳酸根離子的物質(zhì)的量為：30×10^-3L×0.01mol•L^-1-0.00004mol=0.00026mol
c（MnO₄^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.00026mol}{0.05L}$=0.0052mol/L；
故答案為：0.0052；
（5）研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖2所示發(fā)生變化，則t₁～t₂時間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：
①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量使環(huán)境溫度升高，加快了反應(yīng)速率，
②產(chǎn)物Mn²⁺是反應(yīng)的催化劑，
故答案為：該反應(yīng)放熱；產(chǎn)物Mn²⁺是反應(yīng)的催化劑．

點評 本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，注意掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，明確探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的方法，難度中等．