【题目】Ⅰ.ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸（H2C2O4）反应制得。无水草酸100℃可以升华。某学习小组用下图装置模拟工业制取收集ClO2 。
（1）实验时装置A需在60℃~100℃进行的原因是_________，控制所需温度的方法是________。
（2）装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为___________。
（3）在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐，其中一种盐为NaClO2 ，写出反应的离子方程式_________________。
Ⅱ. 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡，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。该小组设计了如下方案：
编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度/℃ | ||
浓度（mol/L） | 体积/mL | 浓度（mol/L） | 体积/mL | ||
① | 0．10 | 2．0 | 0．01 | 4．0 | 25 |
② | 0．20 | 2．0 | 0．01 | 4．0 | 25 |
③ | 0．20 | 2．0 | 0．01 | 4．0 | 50 |
（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为：c(H2C2O4)∶c(KMnO4) ≥______________。
（2）探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_______ (填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 ________.
（3）实验①测得KMn04溶液的褪色时间为40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v(KMn04)=_______ mol·L-1·min-1。
【答案】 温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解 水浴加热 2NaClO3+H2C2O4=加热=Na2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O 2ClO2+2OH-= ClO2-+ ClO3-+H2O 2.5 ②③ ①② 0.01
【解析】Ⅰ.(1)一般来说，升高温度，活化分子的百分数增大，反应速率增大，温度过低，化学反应速率较慢，无水草酸100℃可以升华，温度过高草酸升华或分解，所以实验时装置A需在60℃～100℃进行，反应温度低于水的沸点，用水浴可使反应容器受热均匀，所以反应要用水浴加热；
(2)装置A中反应物为NaClO3、H2C2O4，产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，Cl(+5→+4)，C(+3→+4)，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应方程式为：2NaClO3+H2C2O4
Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O；
(3)NaOH吸收ClO2尾气，生成物质的量之比为1：1的两种阴离子，一种为ClO2-，氧化还原反应规律，另一种离子中Cl元素化合价升高，即为ClO3-，反应的离子方程式为：2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O；
Ⅱ.(1)高锰酸钾在酸性环境下能够氧化过氧化氢，生成氧气，高锰酸根离子被还原为二价锰离子，反应中化合价降低的元素是锰元素，从+7价降到+2价，过氧化氢中氧元素化合价从-1价升高到0价，要使得失电子守恒，高锰酸根离子系数为2双氧水系数为5，依据原子个数守恒反应的离子方程式：5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O；
(2)探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：②和③；探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②；
(3)混合后溶液中高锰酸钾的浓度为： 
=
mol/L，40s即
min，反应完全时平均反应速率v(KMnO4)= 
=
÷
mol/(L•min)=0.01mol/(L•min)。
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