Question

【題目】某化學(xué)小組為了研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了酸性高錳酸鉀與草酸的反應(yīng)，記錄以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)溫度	試管中所加試劑及其用量 / mL				溶液褪至無(wú)色所需時(shí)間/ min
		0.6mol/L H2C2O4 溶液	H2O	3mol/L H2SO4 稀溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
①	25	3.0	V1	2.0	3.0	1.5
②	25	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
③	50	2.0	V2	2.0	3.0	1.0

（1）請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________________________,當(dāng)該反應(yīng)以表中數(shù)據(jù)反應(yīng)完全時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_______________NA

（2）V1 ______

（3）根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是_____。

（4）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇_____（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）

（5）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了 n （Mn 2+ ）隨時(shí)間變化的趨勢(shì)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 （Mn 2+ ） 隨時(shí)間變化的實(shí)際趨勢(shì)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)，并設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)溫度/℃	試管中所加試劑及其用量				再加入某種固體	溶液褪至無(wú)色所需時(shí)間 / min
④	25	0.6mol/L H2C2O4 溶液	H2O	3mol/L H2SO4 稀溶液	0.05mol/L KMnO4 溶液
		2.0	3.0	2.0	3.0	MnSO4	t

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是_____。

②若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到_________________________________現(xiàn)象。

Answer 1

【答案】2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 0.00075 2.0 其他條件相同時(shí)，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢 ②、③ Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用 褪色時(shí)間變短

【解析】

先根據(jù)得失電子守恒和原子守恒書寫草酸和酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式，再根據(jù)探究反應(yīng)速率的影響因素時(shí)采用“控制變量法”分析各小題。

(1). 根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，H2C2O4和酸性高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式為2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，反應(yīng)的現(xiàn)象是溶液褪為無(wú)色，H2C2O4的濃度遠(yuǎn)大于KMnO4，KMnO4完全反應(yīng)，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.05molL1×0.003L=0.00015mol，則完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.00015mol×5=0.00075mol，數(shù)目為0.00075NA，故答案為：2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O；0.00075；

(2). 利用實(shí)驗(yàn)②中的數(shù)據(jù)可知，溶液的總體積為10.0mL，所以實(shí)驗(yàn)①中V1=2.0mL，故答案為：2.0；

(3). 從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是草酸溶液的濃度，其他條件相同時(shí)，減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減慢，故答案為：其他條件相同時(shí)，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢；

(4). 探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)保持其他條件相同，則應(yīng)選擇②和③進(jìn)行對(duì)比，故答案為：②、③；

(5). ①.對(duì)比圖像，在其他條件相同時(shí)，再加入固體硫酸錳，所以該小組同學(xué)提出的假設(shè)是Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用，故答案為：Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用；

②. 若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則催化劑加快反應(yīng)速率，可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液的褪色時(shí)間變短，故答案為：褪色時(shí)間變短。