Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來(lái)探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)測(cè)定褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	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(wú)色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L 稀硫酸
1	3.0	2.0	2.0	3.0	4.0
2	3.0	3.0	2.0	2.0	5.2
3	3.0	4.0	2.0	1.0	6.4

(1)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是______________________________。

(2)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2+)隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中n(Mn2+)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

該小組同學(xué)提出的假設(shè)是___________________________________。

②請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫(xiě)表中空白。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	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X	室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L 稀硫酸
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

固體X是__________。

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，時(shí)間t__________4.0min（填>、=或<）。

(3)為探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，該小組同學(xué)準(zhǔn)備在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)____________________________

Answer 1

【答案】其他條件相同時(shí)，增大H2SO4濃度反應(yīng)速率增大 生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑（或Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用） MnSO4 ＜ 試管中取與實(shí)驗(yàn)1（或2、3）完全相同的試劑，放在熱水中加熱后混勻試劑，測(cè)褪色所需時(shí)間小于實(shí)驗(yàn)1（或2、3）中的褪色時(shí)間

【解析】

(1)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，溫度相同，反應(yīng)溶液總體積相同，草酸、高錳酸鉀的體積、濃度均相等，只有硫酸的用量不同引起的硫酸濃度不同，故可以得到的結(jié)論是其他條件相同時(shí)，增大H2SO4濃度反應(yīng)速率增大；

（2）①由圖2可知反應(yīng)開(kāi)始后速率增大的比較快，說(shuō)明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應(yīng)的催化劑；

②與實(shí)驗(yàn)1作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，則加入的硫酸錳的量不同，其它條件必須相同，所以加入的少量固體為MnSO4；

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則反應(yīng)速率加快，溶液褪色的時(shí)間小于4min，從而說(shuō)明Mn2+是催化劑，故答案為：與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色所需時(shí)間短（或所用時(shí)間（t）小于4min）；

(3)為探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則只能改變溫度而其他條件相同，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為：試管中取與實(shí)驗(yàn)1（或2、3）完全相同的試劑，放在熱水中加熱后混勻試劑，測(cè)褪色所需時(shí)間小于實(shí)驗(yàn)1（或2、3）中的褪色時(shí)間。