Question

【题目】.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：

（实验原理）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O

（实验内容及记录）

实验 编号	室温下，试管中所加试剂及其用量/mL				室温下溶液颜色褪至无色所需时间/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

请回答：

（1）根据表中的实验数据，可以得到的结论是____。

（2）利用实验1中数据计算，所在时间内用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为：v(KMnO4)=____。

（3）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

①该小组同学提出的假设是____。

②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。

实验 编号	室温下，试管中所加试剂及其用量/mL				再向试管中加入少量固体	室温下溶液颜色褪至无色所需时间/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若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是______。

Answer 1

【答案】其他条件相同时，增大H2C2O4浓度（或反应物浓度），反应速率增大 6.25×10-3mol/(Lmin) 生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用） MnSO4 与实验1比较，溶液褪色所需时间短或所用时间（t）小于4min

【解析】

（1）利用控制变量法进行分析，发现草酸浓度是唯一变量；

（2）求出浓度变化和时间变化，相除即得；

（3）对比两个图象，发现右图突然陡升，所以考虑催化剂作用，即考虑产物中有催化剂，然后利用控制变量法设计实验对比即可。

（1）当研究某个外界条件改变对化学反应速率的影响时，要控制其它量不变。从表格中的实验数据可以看出，加上水的体积，3个实验所加的液体体积均为8.0mL，从而保证了高锰酸钾和硫酸的浓度均相同，唯一的变量就是草酸浓度。所以结合表中的时间数据可以得到的结论是：当其它条件相同时，增大反应物H2C2O4的浓度，反应速率增大；

（2）高锰酸钾溶液褪至无色，说明高锰酸钾已完全反应，所以高锰酸钾溶液的浓度改变量为：0.2mol/L×0.001L÷0.008L=0.025mol/L,时间耗用4min，所以用高锰酸钾表示的反应速率为0.025mol/L÷4min=6.25×10-3mol/(L·min)；

（3）①对比两个图发现，右图反应速率一段时间后，忽然加快很多，考虑可能是产物对该反应起到了催化作用。推测是生成物中MnSO4(或Mn2+)对该反应有催化作用；

②从表格中所给的数据来看，显然是要与实验1作对比，比较在有Mn2+和没有Mn2+两种情况下，反应的快慢情况，所以需要加入MnSO4固体；

③若该小组同学提出的假设成立，则加入MnSO4固体后，反应会明显加快（高锰酸钾褪色所用的时间比实验1的4min要短很多）。