Question

某学习小组利用反应：5H₂C₂O₄+2KMnO₄+3H₂SO₄＝2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O H₂C₂O₄来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取KMnO₄酸性溶液、H₂C₂O₄溶液，然后倒入大试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。

(1)该反应是溶液之间发生的不可逆反应，改变压强对其反应速率的影响是______(填序号)。

A.可能明显加快  B.可能明显减慢  C.几乎无影响，可以忽略

(2)甲同学设计了如下实验

实验编号	H2C2O4溶液	KMnO4溶液	温度/℃
浓度（mol/L）	体积（mL）	浓度（mol/L）	体积（mL）
a	0.10	2.0	0.010	4.0	25
B	0.20	2.0	0.010	4.0	25
c	0.20	2.0	0.010	4.0	50

①探究温度对化学反应速率影响的组合实验编号是__________，可探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________。

②实验a测得混合后溶液褪色的时间为40%，忽略混合前后 体积的微小变化，则这段时间内的平均反应速率v(KMnO₄)=______。

（3）在其它条件相同的情况下，乙同学用不同浓度的KMnO₄酸性溶液实验，测得实验数据如下表所示：

实验编号	温度℃	H2C2O4溶液	KMnO4酸性溶液	褪色的时间(min)
浓度（mol/L）	体积（mL）	浓度（mol/L）	体积（mL）
1	25	0.10	4	0.2	8	t1
2	25	0.010	4	0.2	8	t2(t2<t3)

依据表中数据，_____(填“能”或“不能”)得出“溶液褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论，理由是__________________。

(4)在实验中，草酸(H₂C₂O₄)溶液与KMnO₄酸性溶液反应时，褪色总是先慢后快。

①同学们据此提出以下假设：

假设1：该反应为放热反应

假设2：反应生成的Mn²⁺对该反应有催化作用

假设3：反应生成的K⁺或SO₄^2-该反应有催化作用

丙同学认为假设3不合理，其理由是__________。

②丁同学用如下实验证明假设2成立：在A和B两支试管中分别加入4mL0.2mol·L^-1草酸溶液，再在A试管中加入lmL0.1mol·L^-1MnSO₄溶液、B试管中加入1mL蒸馏水，然后在两支试管中同时分别加入1mLO.1mol·L^-1KMnO₄酸性溶液，A试管溶液褪色的时间明显早于B试管。在B试管中加入1mL蒸馏水的目的是：__。

③同学们认为不宜用MnCl₂溶液代替MnSO₄溶液对该反应进行催化探究，其原因是（用离子方程式表示）_______________。

Answer

Ca和bb和c0.000167 mol·L－1·s－1（不能两组实验中，高锰酸钾的浓度、用量不等，浓度大则反应快，但用量大则导致溶液褪色需更长时间K+、SO42－未参与该离子反应控制变量，使两个实验中草酸、高锰酸钾的浓度彼此相同2MnO4－+10Cl－+16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O

【解析】

(1)虽然产物中有CO2气体，改变压强时会改变CO2浓度，但反应不可逆，不存在影响逆反应速率的问题，故改变CO2浓度对正反应速率无影响，答案为C；

(2)①探究外因对速率的影响，通常只改变一个变量，而其它条件相同，则a和b是在相同温度下探究浓度对速率的影响，b和c是在浓度相同的情况下，探究温度对速率的影响；

②实验a测得混合后溶液褪色的时间为40s，忽略混合前后 体积的微小变化，则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)=(0.010mol/L×)÷40s= 0.000167 mol·L－1·s－1；

(3) 两组实验中，高锰酸钾的浓度、用量不等，浓度大则反应快，但用量大则导致溶液褪色需更长时间，故依据表中数据不能得出“溶液褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论；

（4）①将反应5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O改写为离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；可知K+、SO42－未参与该离子反应，故假设3不合理；

②丁同学向B试管中加入1mL蒸馏水是为了控制变量，使两个实验中草酸、高锰酸钾的浓度彼此相同；

③因为酸性条件下KMnO4能氧化溶液中的Cl-，发生反应的离子方程式为2MnO4－+10Cl－+16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O。