Question

11．教材中用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．一實(shí)驗(yàn)小組欲通過測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO₂的速率，探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖1（KMnO₄溶液已熔化）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	溫度T/℃	A溶液	B溶液
①	30	20mL0.1mol•L-1H2C2O4溶液	30mL0.01mol•L-1KMnO4溶液
②	20	20mL0.1mol•L-1H2S2O4溶液	30mL0.01mol•L-1KMnO4溶液

（1）寫出草酸溶于水的電離方程式：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-．
（2）該實(shí)驗(yàn)探究的是濃度因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．相同時(shí)間內(nèi)針筒中所得CO₂的體積大小關(guān)系是：①＜②（填：＞、＜、=）．
（3）若實(shí)驗(yàn)①在2min末收集了2.24mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則在2min末，c（MnO₄^-）=0.0056mol/L．
（4）除通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO₂的體積來比較反應(yīng)速率，本實(shí)驗(yàn)還可通過測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來比較化學(xué)反應(yīng)速率．
（5）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率總是如圖2，其中t₁～t₂時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①產(chǎn)物Mn²⁺（或MnSO₄）是反應(yīng)的催化劑②該反應(yīng)放熱．

Answer 1

分析 （1）草酸是二元弱酸，在水溶液中不能完全電離，且分步電離；
（2）對(duì)比①②實(shí)驗(yàn)可探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，②中A溶液的濃度比①中大；
（3）先求出反應(yīng)的（MnO₄^-）的物質(zhì)的量，再求出反應(yīng)后的濃度；
（4）通過測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來比較化學(xué)反應(yīng)速率；
（5）催化劑、升高溫度都能加快化學(xué)反應(yīng)的速率．

解答 解：（1）草酸是二元弱酸，在水溶液中不能完全電離，且分步電離以第一步電離為主，電離方程式為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-，
故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?H⁺+C₂O₄^2-；
（2）對(duì)比①②實(shí)驗(yàn)可探究濃度對(duì)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，所得CO₂的體積大，故答案為：濃度；＜；
（3）CO₂的物質(zhì)的量是：0.0001mol，設(shè)2min末，反應(yīng)（MnO₄^-）為X，
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
2                        10
X                      0.0001mol
解得：X=0.00002mol
30mL×10^-3×0.01mol•L^-1-0.00002mol=0.00028mol
c（MnO₄^-）=$\frac{0.00028}{0.5L}$=0.0056mol/L
故答案為：0.0056；
（4）通過測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來比較化學(xué)反應(yīng)速率，故答案為：KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間；
（5）催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率，產(chǎn)物Mn²⁺（或MnSO₄）是反應(yīng)的催化劑，此外反應(yīng)釋放熱量，也可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快，故答案為：該反應(yīng)放熱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，難度不大，注意可通過測(cè)定KMnO₄溶液完全褪色所需時(shí)間或產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)間來比較化學(xué)反應(yīng)速率．