(2016春•合肥校级期中)KMnO
4酸性溶液与草酸(H
2C
2O
4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去.某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响.该实验条件作如下限定:
①所用KMnO
4酸性溶液的浓度可选择:0.02mol•L
-1、0.002mol•L
-1;
②所用H
2C
2O
4溶液的浓度可选择:0.2mol•L
-1、0.4mol•L
-1;
③每次实验时KMnO
4酸性溶液的用量均为4mL、H
2C
2O
4溶液的用量均为2mL.
(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成
组实验进行对比即可得出结论.
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO
4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如表所示:
KMnO4酸性溶液浓度(mol•L-1) | 溶液褪色所需时间(min) |
第一次 | 第二次 | 第三次 |
0.02 | 14 | 13 | 11 |
0.002 | 6.7 | 6.6 | 6.7 |
①用0.002mol•L
-1 KMnO
4酸性溶液进行实验时,KMnO
4的平均反应速率
(忽略混合前后溶液体积变化).
②该小组同学认为依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论.该同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论.
KMnO4酸性溶液 | H2C2O4溶液 |
浓度/mol•L-1 | 体积(mL) | 浓度/mol•L-1 | 体积(mL) |
0.02 | 2 | b | 4 |
a | 2 | c | 4 |
则表中a=
;b=
;c=
.
(3)H
2C
2O
4电离常数:K
a1=5.9×10
-2,K
a2=6.4×10
-5.与KMnO
4反应时,它将转化为CO
2和H
2O.
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为
.
②比较H
2C
2O
4和碳酸酸性强弱的方法是
.
(4)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn
2+物质的量与时间关系如图.请解释n(Mn
2+)在反应初始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:
.