Question

【題目】.某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進行了如下實驗：

（實驗原理）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O

（實驗內(nèi)容及記錄）

實驗 編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL				室溫下溶液顏色褪至無色所需時間/min
	0.6mol/L H2C2O4 溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L稀硫酸
1	3.0	2.0	1.0	2.0	4.0
2	2.0	3.0	1.0	2.0	5.2
3	1.0	4.0	1.0	2.0	6.4

請回答：

（1）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是____。

（2）利用實驗1中數(shù)據(jù)計算，所在時間內(nèi)用KMnO4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為：v(KMnO4)=____。

（3）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗繪制了n(Mn2+)隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實驗資料發(fā)現(xiàn)，該實驗過程中n(Mn2+)隨時間變化的趨勢應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進行實驗探究。

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是____。

②請你幫助該小組同學(xué)完成實驗方案，并填寫表中空白。

實驗 編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL				再向試管中加入少量固體	室溫下溶液顏色褪至無色所需時間/min
	0.6mol/LH2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L稀硫酸
4	3.0	2.0	1.0	2.0	___	t

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是______。

Answer 1

【答案】其他條件相同時，增大H2C2O4濃度（或反應(yīng)物濃度），反應(yīng)速率增大 6.25×10-3mol/(Lmin) 生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑（或Mn2+對該反應(yīng)有催化作用） MnSO4 與實驗1比較，溶液褪色所需時間短或所用時間（t）小于4min

【解析】

（1）利用控制變量法進行分析，發(fā)現(xiàn)草酸濃度是唯一變量；

（2）求出濃度變化和時間變化，相除即得；

（3）對比兩個圖象，發(fā)現(xiàn)右圖突然陡升，所以考慮催化劑作用，即考慮產(chǎn)物中有催化劑，然后利用控制變量法設(shè)計實驗對比即可。

（1）當研究某個外界條件改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，要控制其它量不變。從表格中的實驗數(shù)據(jù)可以看出，加上水的體積，3個實驗所加的液體體積均為8.0mL，從而保證了高錳酸鉀和硫酸的濃度均相同，唯一的變量就是草酸濃度。所以結(jié)合表中的時間數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：當其它條件相同時，增大反應(yīng)物H2C2O4的濃度，反應(yīng)速率增大；

（2）高錳酸鉀溶液褪至無色，說明高錳酸鉀已完全反應(yīng)，所以高錳酸鉀溶液的濃度改變量為：0.2mol/L×0.001L÷0.008L=0.025mol/L,時間耗用4min，所以用高錳酸鉀表示的反應(yīng)速率為0.025mol/L÷4min=6.25×10-3mol/(L·min)；

（3）①對比兩個圖發(fā)現(xiàn)，右圖反應(yīng)速率一段時間后，忽然加快很多，考慮可能是產(chǎn)物對該反應(yīng)起到了催化作用。推測是生成物中MnSO4(或Mn2+)對該反應(yīng)有催化作用；

②從表格中所給的數(shù)據(jù)來看，顯然是要與實驗1作對比，比較在有Mn2+和沒有Mn2+兩種情況下，反應(yīng)的快慢情況，所以需要加入MnSO4固體；

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則加入MnSO4固體后，反應(yīng)會明顯加快（高錳酸鉀褪色所用的時間比實驗1的4min要短很多）。