Question

用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO₄^-＋5H₂C₂O₄＋6H^＋===2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO₄溶液已酸化)：

(1)该实验探究的是________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________＞________(填实验序号)。

(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO₂(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO₄^-)＝________ mol·L^－1。(假设混合溶液体积为50 mL)

(3)除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定________来比较化学反应速率。

(4)小组同学发现反应速率变化如下图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn^2＋是反应的催化剂、②________。

Answer

浓度 ② ① 0.0052 KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间 该反应放热使反应温度升高

【解析】

(1)探究外界因素对反应速率的影响，通常用“控制单一变量法”；反应物浓度越大，反应速率越快；

(2)根据化学方程式的比例关系计算参加反应的MnO4-的物质的量，再计算剩余的物质的量，进而计算其浓度；

(3)还可以根据高锰酸钾溶液褪色的快慢比较反应速率或者产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；

(4)从影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、压强和催化剂考虑。

(1)对比①②实验数据，草酸溶液的浓度不同，则该实验可探究浓度对化学反应速率的影响；②中草酸溶液的浓度比①中大，化学反应速率大，所得CO2的体积大；

故答案为：浓度；②；①；

(2)CO2的物质的量为，根据关系式MnO4-~5CO2可得，2min末，参加反应的MnO4-的物质的量为0.00004mol，则剩余MnO4-物质的量为30×10-3L×0.01mol•L-1-0.00004mol=0.00026mol，则2min末，溶液中MnO4-的物质的量浓度为；

故答案为：0.0052；

(3)该实验还可以通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间来比较化学反应速率；

故答案为：KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需的时间；

(4)影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、压强和催化剂，除催化剂之外，只能是温度升高导致反应速率加快；

故答案为：该反应放热使反应温度升高。