Question

13．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)行了如下實(shí)驗(yàn)：
【實(shí)驗(yàn)原理】2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄】

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 稀H2SO4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)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V₁=2.0，V₂=3.0．
（2）實(shí)驗(yàn)①、②探究的是濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是其他條件不變時(shí)，增大（減�。┓磻�(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率．
（3）探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇②③（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）．
（4）利用實(shí)驗(yàn)1中的數(shù)據(jù)，計(jì)算用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1.0×10^-2mol/（L•min）．
（5）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n（Mn²⁺）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（Mn²⁺）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				再向試管中加 入某種固體	溶液褪至無(wú)色所需時(shí)間/min
		0.6mol/L H2C 2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
④	25	2.0	3.0	2.0	3.0	MnSO4	t

①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．
②若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到加入MnSO₄固體后，KMnO₄溶液比實(shí)驗(yàn)②更快褪色現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）利用實(shí)驗(yàn)2、3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，V₂=3.0mL；
（2）實(shí)驗(yàn)①、②其他條件相同，只有H₂C₂O₄濃度不同，則實(shí)驗(yàn)①、②探究的是濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)①的草酸濃度大，溶液褪至無(wú)色所需時(shí)間更短，則濃度大，反應(yīng)速率大；
（3）實(shí)驗(yàn)②和③的溫度不同，其他條件相同；
（4）溶液褪至無(wú)色即KMnO₄反應(yīng)完所需時(shí)間為1.5min，計(jì)算出用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率；
（5）①由圖2可知，反應(yīng)開(kāi)始后錳離子濃度增大，反應(yīng)速率增加的比較快，所以探究的是錳離子在反應(yīng)中的作用；
②若反應(yīng)加快，說(shuō)明Mn²⁺是催化劑，反應(yīng)過(guò)程中溶液褪色時(shí)間減少．

解答 解：（1）利用實(shí)驗(yàn)2、3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，V₂=3.0mL，
故答案為：2.0；3.0；
（2）實(shí)驗(yàn)①、②其他條件相同，只有H₂C₂O₄濃度不同，則實(shí)驗(yàn)①、②探究的是濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)①的草酸濃度大，溶液褪至無(wú)色所需時(shí)間更短，則濃度大，反應(yīng)速率大，
故答案為：濃度，其他條件不變時(shí)，增大（減小）反應(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率；
（3）為探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，必須溫度不同，其他條件相同，實(shí)驗(yàn)②和③滿足，
故答案為：②③；
（4）溶液褪至無(wú)色即KMnO₄反應(yīng)完所需時(shí)間為1.5min，計(jì)算用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v（KMnO₄）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.05mol/L×3.0×1{0}^{-3}L}{10×1{0}^{-3}L×1.5min}$=1.0×10^-2mol/（L•min），
故答案為：1.0×10^-2mol/（L•min）；
（5）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Mn²⁺為該反應(yīng)的催化劑，
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，則反應(yīng)速率加快，加入MnSO₄固體后，KMnO₄溶液比實(shí)驗(yàn)②更快褪色，從而說(shuō)明Mn²⁺是催化劑，
故答案為：加入MnSO₄固體后，KMnO₄溶液比實(shí)驗(yàn)②更快褪色．

點(diǎn)評(píng) 本題主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，注意掌握濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，解題關(guān)鍵是對(duì)比分析圖表中的數(shù)據(jù)找出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，然后得出合理結(jié)論，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>