Question

用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄（草酸）溶液反应研究影响反应速率的因素，一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的体积，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），实验装置如图所示：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20mL 0.1mol·L^-^1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol·L^-^1KMnO4溶液
②	20mL 0.2mol·L^-^1H2C2O4溶液	30mL 0.01mol·L^-^1KMnO4溶液

（1）写出该反应的离子方程式__________________________________________。

（2）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）。

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

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

（5）小组同学发现反应速率变化如图，其中t₁-t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①反应放热，②___________________。

Answer

2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 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要的时间） 产物Mn2+是反应的催化剂

【解析】

（1）利用高锰酸钾的强氧化性，将草酸氧化成CO2，本身被还原成Mn2+，利用化合价升降法进行配平，即离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

（2）对比实验①②只有草酸的浓度不同，即该实验探究的是浓度对反应速率的影响，实验②中A溶液的c(H2C2O4)比实验①中大，则实验②的化学反应速率快，相同时间内所得CO2的体积大，即②>①；

（3）收集到CO2的物质的量为n(CO2)==2×10-4mol，根据（1）的离子方程式，得出：n(MnO4-)=mol=4×10-5mol，在2min末，n(MnO4-)=30×10-3L×0.01mol·L-1-4×10-5mol=2.6×10-4mol，从而可得c(MnO4-)==0.0052mol·L-1；

（4）本实验还可通过测定KMnO4完全褪色所需的时间或产生相同体积气体所需要的时间；

（5）这段时间，速率变快的主要原因是①产物中Mn2+或MnSO4是反应的催化剂，②反应放热，使混合溶液的温度升高，加快反应速率。