Question

【題目】某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(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	實(shí)驗(yàn)溫度	試管中所加試劑及其用量/mL				溶液褪至無色所需時(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）請完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1=________，V2=__________。

（2）實(shí)驗(yàn)①、②探究的是_____________對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是______________________________________。

（3）探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇________________（填實(shí)驗(yàn)編號）。

（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__________。

（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)過程中n(Mn2+)隨時(shí)間變化的實(shí)際趨勢如圖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	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
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__________________________________________。

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】 V1=2.0 V2=3.0 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 ②③ 1.0×10-2mol/(L·min) Mn2+對該反應(yīng)有催化作用 加入MnSO4固體后，KMnO4溶液比實(shí)驗(yàn)②更快褪色

【解析】（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，說明Mn2+是催化劑，反應(yīng)過程中溶液褪色時(shí)間減少。

（1）實(shí)驗(yàn)①、②探究濃度對反應(yīng)速率的影響，則其他條件應(yīng)該是相同的，則溶液總體積應(yīng)相同，故V1= 2.0mL；實(shí)驗(yàn)②、③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，則其他條件應(yīng)該是相同的，則V2=3.0mL；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)①、②探究的是濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)上表中的實(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（減小）反應(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇②③；（4）草酸的物質(zhì)的量為：0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)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(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：＝0.015mol/L，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）==0.01 mol/（Lmin）；（5）①由圖乙可知，反應(yīng)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(yīng)的催化劑；②若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則反應(yīng)速率加快，即加入MnSO4固體后，KMnO4溶液比實(shí)驗(yàn)②更快褪色。