KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)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KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02mol•L-1、0.002mol•L-1;
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2mol•L-1、0.4mol•L-1;
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4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KMnO4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:
第一次 | 第二次 | 第三次 | |
0.02 | 14 | 13 | 11 |
0.002 | 6.7 | 6.6 | 6.7 |
②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.某同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论.
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 |
(3)草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5.与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O.
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为______.
②室温下,0.1mol•L-1 KHC2O4酸溶液中pH<7,理由是______.
(4)测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图.请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:______.
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