Question

8．教材中用酸性KMnO₄溶液和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(guò)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)方案如圖乙和表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol•L-1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol•L-1kMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol•L-1 H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol•L-1KMnO4溶液

（1）用電離方程式表示草酸溶液顯酸性的原因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896mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則用MnO₄^-表示該時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率為v （MnO₄^-）=0.08mol/（L•min）．
（4）除通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO₂的體積來(lái)比較反應(yīng)速率，本實(shí)驗(yàn)還可通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生相同體積CO2所需要的時(shí)間（或KmnO4溶液完全褪色的時(shí)間）來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率．
（5）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率如圖二所示，其中t₁～t₂時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是：①該反應(yīng)放熱、②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)后消耗高錳酸根離子的濃度，最后根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率；
（4）通過(guò)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(lái)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：$\frac{0.896L}{22.4L/mol}$=0.04mol，設(shè)2min末反應(yīng)消耗的n（MnO₄^-）為x，
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
2                         10
x                     0.04mol
解得：x=0.08mol，
v（MnO₄^-）=$\frac{\frac{0.08mol}{0.5L}}{2min}$=0.08mol/（L•min），
故答案為：0.0056；
（4）通過(guò)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(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率，
故答案為：產(chǎn)生相同體積CO2所需要的時(shí)間（或KmnO4溶液完全褪色的時(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：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(guò)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(lái)比較化學(xué)反應(yīng)速率．