Question

【题目】某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。

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	2.0	3.0	4.0
2	3.0	3.0	2.0	2.0	5.2
3	3.0	4.0	2.0	1.0	6.4

(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是______________________________。

(2)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。

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X	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
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

固体X是__________。

③若该小组同学提出的假设成立，时间t__________4.0min（填>、=或<）。

(3)为探究温度对化学反应速率的影响，该小组同学准备在上述实验基础上继续进行实验，请你帮助该小组同学完成该实验方案设计____________________________

Answer 1

【答案】其他条件相同时，增大H2SO4浓度反应速率增大 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 ＜ 试管中取与实验1（或2、3）完全相同的试剂，放在热水中加热后混匀试剂，测褪色所需时间小于实验1（或2、3）中的褪色时间

【解析】

(1)根据上表中的实验数据，温度相同，反应溶液总体积相同，草酸、高锰酸钾的体积、浓度均相等，只有硫酸的用量不同引起的硫酸浓度不同，故可以得到的结论是其他条件相同时，增大H2SO4浓度反应速率增大；

（2）①由图2可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4（或Mn2+）为该反应的催化剂；

②与实验1作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为MnSO4；

③若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于4min，从而说明Mn2+是催化剂，故答案为：与实验1比较，溶液褪色所需时间短（或所用时间（t）小于4min）；

(3)为探究温度对化学反应速率的影响，则只能改变温度而其他条件相同，实验方案设计为：试管中取与实验1（或2、3）完全相同的试剂，放在热水中加热后混匀试剂，测褪色所需时间小于实验1（或2、3）中的褪色时间。