Question

【題目】某化學小組選用酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液，探究外界條件對化學反應速率的影響，進行了如下了三組實驗：[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
	mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.05mol/L KMnO4溶液	3 mol/L稀硫酸
1	3.0	1.0	4.0	2.0	4.0
2	2.0	2.0	4.0	2.0	5.2
3	1.0	3.0	4.0	2.0	6.4

請回答：

（1）[實驗原理]　_________________________________________（寫離子方程式）

（2）為完成實驗目的，H2C2O4溶液的物質的量濃度不低于__________________

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

（4）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：v(KMnO4)＝______ 。

（5）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
	_____mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.05mol/L KMnO4溶液	3 mol/L稀硫酸
4	3.0	1.0	4.0	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】 2MnO4-＋5H2C2O4＋6H+=== 2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 0.5mol/L 其他條件相同時，增大H2C2O4濃度（或反應物濃度），反應速率增大 0.005mol / (L·min) 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） MnSO4 與實驗1比較，溶液褪色所需時間短或所用時間（t）小于4.0min

【解析】(1)本題的實驗原理是酸性高錳酸鉀氧化草酸，酸性高錳酸鉀褪色生成二價錳離子，草酸中的C被氧化為二氧化碳，化學方程式為：2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，故答案為：2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；

(2)高錳酸鉀的物質的量為：0.05molL-1×0.004L=0.0002mol，根據方程式2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，H2C2O4的物質的量至少為0.0002mol×=0.0005mol，在實驗③中要保證高錳酸鉀完全反應，物質的量濃度至少為=0.5mol/L，故答案為：0.5mol/L；

(3)從表中數據可知改變的條件是H2C2O4溶液的濃度；其他條件相同時，增大H2C2O4溶液的濃度，反應速率增大，故答案為：其他條件相同時，增大H2C2O4溶液的濃度，反應速率增大；

(4)實驗1中，高錳酸鉀的物質的量為：0.05molL-1×0.004L=0.0002mol，混合后高錳酸鉀的物質的量濃度為=0.02mol/L，因此v(KMnO4)==0.005mol / (L·min) ，故答案為：0.005mol/(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，故答案為：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與實驗1作對比實驗，則加入的硫酸錳的量不同，其它條件必須相同，所以加入的少量固體為MnSO4，故答案為：MnSO4；

③若該小組同學提出的假設成立，則反應速率加快，溶液褪色的時間小于4min，從而說明Mn2+是催化劑，故答案為：與實驗1比較，溶液褪色所需時間短(或所用時間(t)小于4min)。