Question

【題目】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	實驗溫度	試管中所加試劑及其用量/mL				溶液褪至無色所需時間/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）請完成此實驗設計，其中：V1=________，V2=__________。

（2）實驗①、②探究的是_____________對化學反應速率的影響，根據上表中的實驗數據，可以得到的結論是______________________________________。

（3）探究溫度對化學反應速率的影響，應選擇________________（填實驗編號）。

（4）利用實驗1中的數據，計算用KMnO4表示的化學反應速率為__________。

（5）該小組同學根據經驗繪制了n(Mn2+)隨時間變化的趨勢如圖1所示，但有同學查閱已有的實驗資料發現，該實驗過程中n(Mn2+)隨時間變化的實際趨勢如圖2所示。

該小組同學根據圖2所示信息提出了新的假設，并設計以下實驗方案繼續進行實驗探究。

實驗編號	實驗溫度/℃	試管中所加試劑及其用量				再向試管中加入某種固體	溶液褪至無色所需時間/min
0.6mol/L H2C2O4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該小組同學提出的假設是__________________________________________。

②若該小組同學提出的假設成立，應觀察到_____________________________現象。

Answer 1

【答案】 V1=2.0 V2=3.0 濃度 其他條件不變時，增大（減小）反應物濃度，加快（減慢）化學反應速率 ②③ 1.0×10-2mol/(L·min) Mn2+對該反應有催化作用 加入MnSO4固體后，KMnO4溶液比實驗②更快褪色

【解析】（1）利用實驗②、③中的數據，可知溶液的總體積為10.0mL，所以實驗①中V1=2.0mL，V2=3.0mL；（2）實驗①、②其他條件相同，只有H2C2O4濃度不同，則實驗①、②探究的是濃度對反應速率的影響，根據表中的實驗數據，實驗①的草酸濃度大，溶液褪至無色所需時間更短，則濃度大，反應速率大；（3）實驗②和③的溫度不同，其他條件相同；（4）溶液褪至無色即KMnO4反應完所需時間為1.5min，計算出用KMnO4表示的化學反應速率；（5）①由圖2可知，反應開始后錳離子濃度增大，反應速率增加的比較快，所以探究的是錳離子在反應中的作用；②若反應加快，說明Mn2+是催化劑，反應過程中溶液褪色時間減少。

（1）實驗①、②探究濃度對反應速率的影響，則其他條件應該是相同的，則溶液總體積應相同，故V1= 2.0mL；實驗②、③是探究溫度對反應速率的影響，則其他條件應該是相同的，則V2=3.0mL；（2）根據表中數據可知實驗①、②探究的是濃度對化學反應速率的影響，根據上表中的實驗數據，可以得到的結論是其他條件不變時，增大（減小）反應物濃度，加快（減慢）化學反應速率；（3）根據表中數據可知探究溫度對化學反應速率的影響，應選擇②③；（4）草酸的物質的量為：0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高錳酸鉀的物質的量為：0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，草酸和高錳酸鉀的物質的量之比為：0.0018mol：0.00015mol=12：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：＝0.015mol/L，這段時間內平均反應速率v（KMnO4）==0.01 mol/（Lmin）；（5）①由圖乙可知，反應開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應的催化劑；②若該小組同學提出的假設成立，則反應速率加快，即加入MnSO4固體后，KMnO4溶液比實驗②更快褪色。