Question

某化學小組為了研究外界條件對化學反應速率的影響，進行了如下實驗：

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

[實驗內容及記錄]

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
0．6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	0．2mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
1	3．0	2．0	3．0	2．0	4．0
2	3．0	3．0	2．0	2．0	5．2
3	3．0	4．0	1．0	2．0	6．4

請回答：

（1）根據上表中的實驗數據，可以得到的結論是                              。

（2）利用實驗1中數據計算，用KMnO₄的濃度變化表示的反應速率為：υ（KMnO₄） =        。

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

①該小組同學提出的假設是                                                。

②請你幫助該小組同學完成實驗方案，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
0．6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	0．2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
4	3．0	2．0	3．0	2．0		t

③若該小組同學提出的假設成立，應觀察到的現象是                            。

 

Answer 1

【答案】

（1）其它條件相同時，增大KMnO₄濃度（或反應物濃度），反應速率增大。

（2） 1.5×10^-2mol/(L·min)

 (3) ①生成物中的MnSO₄為該反應的催化劑(或Mn²⁺對該反應有催化作用)

②MnSO₄        ③ 與實驗1比較,溶液褪色所需時間短或所用時間小于4min

【解析】（1）根據反應中改變的條件及褪色時間長短可知，可以得出的結論是其它條件相同時，增大KMnO₄濃度（或反應物濃度），反應速率增大。

（2）高錳酸鉀溶液的濃度變化量是0.2mol/L×3/10＝0.06mol/L，所以其反應速率是0.06mol/L÷4min＝1.5×10^-2mol/(L·min)。

（2）①圖2和圖1相比，開始生成Mn²⁺的反應速率較低，但隨后突然加快，這說明生成物中的MnSO₄為該反應的催化劑(或Mn²⁺對該反應有催化作用)。

②要驗證Mn²⁺對該反應有催化作用，可以向溶液中加入硫酸錳進行驗證。

③如果假設正確，則與實驗1比較,溶液褪色所需時間短或所用時間小于4min。