Question

14．某实验小组欲用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄反应通过测定单位时间内生成 CO₂的量来探究影响反应速率的因素，设计实验方案如表：

实验序号	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）检验如图装置气密性的最简便方法为：先关闭分液漏斗的活塞，再轻轻向外拉（或向内压）注射器的活塞，松手后恢复原位，表明气密性良好．
（2）H₂C₂O溶液与酸性 KMnO₄溶液反应的化学方程式为2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O．
（3）该实验探究的是浓度因素对化学反应速率的影响，相同时间内针筒中所得CO₂的体积大小关系是②＞①（填实验序号）．
（4）若实验①在2min末收集了4.48mL CO₂（标准状况下），则在2min末，c（MnO₄^-）=0.0052mol/L（若忽略溶液混合前后体积的变化）．
（5）小组同学发现反应速率总是如图所示，积极探究t₁～t₂时间内速率变快的主要原因，提出假设可能是：①该反应为放热反应、②产物Mn²⁺是反应的催化剂、③K⁺对该反应有催化作用．

Answer 1

分析 （1）关闭分液漏斗的活塞，拉动活塞，松手后观察活塞是否复原可检查气密性；
（2）KMnO₄和H₂C₂O₄发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳、水，根据得失电子守恒、电荷守恒配平方程式；
（3）对比①②实验可探究草酸浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大；
（4）先求出反应的n（MnO₄^-）的物质的量，再求出反应后的浓度；
（5）根据反应过程中反应物浓度在减小，要加快反应的条件还可能是温度和催化剂的作用．

解答 解：（1）检验装置气密性的简便方法为先关闭分液漏斗的活塞，再轻轻向外拉（或向内压）注射器的活塞，松手后恢复原位，表明气密性良好，
故答案为：先关闭分液漏斗的活塞，再轻轻向外拉（或向内压）注射器的活塞，松手后恢复原位，表明气密性良好；
（2）KMnO₄和H₂C₂O₄发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳、水，KMnO₄和中锰降低了5价，1个H₂C₂O₄分子中有2个+3价的C，所以升高1×2=2价，根据化合价升降总数相等可以确定KMnO₄和H₂C₂O₄比例关系为2：5，根据电荷守恒配平方程式：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（3）对比①②实验可探究草酸的浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大，化学反应速率大，相同时间所得CO₂的体积大，
故答案为：浓度；②＞①；
（4）CO₂的物质的量为：$\frac{4.48×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.0002mol，设2min末，反应消耗的n（MnO₄^-）为x，
      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
        2                      10
        x                 0.0002mol
解得 x=0.00004mol
反应剩余的高锰酸根离子的物质的量为：30×10^-3L×0.01mol•L^-1-0.00004mol=0.00026mol
c（MnO₄^-）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.00026mol}{0.05L}$=0.0052mol/L；
故答案为：0.0052；
（5）研究发现反应速率总是如图2所示发生变化，则t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：
①该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率，
②产物Mn²⁺是反应的催化剂，
故答案为：该反应放热；产物Mn²⁺是反应的催化剂．

点评 本题考查了影响化学反应速率的因素，注意掌握影响化学反应速率的因素，明确探究影响化学反应速率因素的方法，难度中等．