Question

8．Ⅰ．有硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄，二元弱酸）溶液能将KMnO₄溶液中的MnO₄^-转化为Mn²⁺．某化学小组研究发现，少量MnSO₄可对该反应起催化作用．为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）常温下，控制KMnO₄溶液初始浓度相同，调节不同的初始pH和草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表．

实验 编号	温度	初始pH	0.1 mol/L草酸溶液/mL	0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL	待测数据（反应混合液褪色时间/s）
①	常温	1	20	50	30	t1
②	常温	2	20	50	30	t2
③	常温	2	40			t3

（2）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是溶液的pH对该反应的速率有影响．
（3）请你设计实验验证MnSO₄对该反应起催化作用，完成下表中内容．

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验结果和结论
往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验	若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）

Answer 1

分析 （1）实验要求控制KMnO₄溶液初始浓度相同，根据总体积为100mL，计算水的体积；
（2）实验①和②只有pH不同，其它条件都相同；
（3）控制其他反应条件与实验①相同，加硫酸锰进行对比实验，据此回答计算即可．

解答 解：（1）实验要求控制KMnO₄溶液初始浓度相同，则KMnO₄溶液的体积为50mL，总体积为100mL，则水的体积10mL，故答案为：50；10；
（2）实验①和②只有pH不同，其它条件都相同，而且t₁＜t₂，说明溶液的pH对该反应的速率有影响，故答案为：溶液的pH对该反应的速率有影响；
（3）控制其他反应条件与实验①相同，加硫酸锰进行对比实验，若反应混合液褪色时间小于实验①中的t₁，则MnSO₄对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO₄对该反应无催化作用）；
故答案为：

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论
往反应混合液中加入少量MnSO4固体，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验	若反应混合液褪色时间小于实验①中的t1，则MnSO4对该反应起催化作用（若褪色时间相同，则MnSO4对该反应无催化作用）

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点评 本题主要结合实验考查了影响化学反应速率的因素，题目难度中等，注意掌握温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响，在用对照试验来探究外界条件对反应速率的影响时，必须保证其他影响反应速率的条件一致．