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)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（實(shí)驗(yàn)原理）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O

（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄）

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	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(qǐng)回答：

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

（2）利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算，所在時(shí)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(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。

①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	室溫下溶液顏色褪至無(wú)色所需時(shí)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(shí)，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(duì)該反應(yīng)有催化作用） MnSO4 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

【解析】

（1）利用控制變量法進(jìn)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(shí)間變化，相除即得；

（3）對(duì)比兩個(gè)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(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)比即可。

（1）當(dāng)研究某個(gè)外界條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，要控制其它量不變。從表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，加上水的體積，3個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)間數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：當(dāng)其它條件相同時(shí)，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(wú)色，說(shuō)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(shí)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(duì)比兩個(gè)圖發(fā)現(xiàn)，右圖反應(yīng)速率一段時(shí)間后，忽然加快很多，考慮可能是產(chǎn)物對(duì)該反應(yīng)起到了催化作用。推測(cè)是生成物中MnSO4(或Mn2+)對(duì)該反應(yīng)有催化作用；

②從表格中所給的數(shù)據(jù)來(lái)看，顯然是要與實(shí)驗(yàn)1作對(duì)比，比較在有Mn2+和沒(méi)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(huì)明顯加快（高錳酸鉀褪色所用的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1的4min要短很多）。