Question

4．已知用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液能与KMnO₄溶液反应．
（1）该反应的离子方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（2）双鸭山市第一中学高二化学兴趣小组同学发现每组实验反应速率随时间的变化总是如图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①此反应放热，温度升高，化学反应速率加快；②生成物中的锰离子（或硫酸锰）为此反应的催化剂．
（3）常温下，探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，设计如下实验，则A=3，C=100，E=20

实验编号	温度	初始pH	0.1mol/L草酸溶液体积/mL	0.01mol/LKMnO4 溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL	待测数据（混合液褪色时间/s）
①	常温	1	40	100	60	t1
②	常温	A	B	C	60	t2
③	常温	3	80	D	E	t3

（4）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是其他条件相同时，溶液的初始pH越小，该反应的反应速率越快．

Answer 1

分析 （1）草酸与高锰酸钾反应是锰离子和二氧化碳、水；
（2）根据外界条件对化学反应速率的影响；
（3）根据该实验探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，所以KMnO₄的浓度不变，探究外界条件对反应速率的影响，需保证其他条件相同时来实验；
（4）实验①和②只有pH不同，其它条件都相同；

解答 解：（1）草酸与高锰酸钾反应是锰离子和二氧化碳、水，其反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）对于该反应，影响化学反应的速率只有温度和催化剂，所以反应速率随时间的变化总是如图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：反应放热，温度升高或产物Mn²⁺是反应的催化剂；
故答案为：此反应放热，温度升高，化学反应速率加快；生成物中的锰离子（或硫酸锰）为此反应的催化剂；
（3）根据该实验探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，实验要求控制KMnO₄溶液初始浓度相同，则KMnO₄溶液的体积为100mL，总体积为200mL，则C=100，D=100，B=40，E=20，探究外界条件对反应速率的影响，需保证其他条件相同，则①与②的pH不同，②与③的草酸浓度不同，
则A=3，
故答案为：3；100；20；
（4）实验①和②只有pH不同，其它条件都相同，而且t₁＜t₂，说明其他条件相同时，溶液的初始pH越小，该反应的反应速率越快；
故答案为：其他条件相同时，溶液的初始pH越小，该反应的反应速率越快；

点评 本题主要结合实验考查了影响化学反应速率的因素，题目难度中等，注意温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响，在探究外界条件对反应速率的影响时，必须保证其他影响反应速率的条件一致．