题目内容
【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=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
（实验内容及记录）
实验编号 | 实验温度 | 试管中所加试剂及其用量/mL | 溶液褪至无色所需时间/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）请完成此实验设计，其中：V1=________，V2=__________。
（2）实验①、②探究的是_____________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是______________________________________。
（3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择________________（填实验编号）。
（4）利用实验1中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为__________。
（5）该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图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+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号 | 实验温度/℃ | 试管中所加试剂及其用量 | 再向试管中加入某种固体 | 溶液褪至无色所需时间/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该小组同学提出的假设是__________________________________________。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到_____________________________现象。
【答案】 V1=2.0 V2=3.0 浓度 其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率 ②③ 1.0×10-2mol/(L·min) Mn2+对该反应有催化作用 加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色
【解析】（1）利用实验②、③中的数据，可知溶液的总体积为10.0mL，所以实验①中V1=2.0mL，V2=3.0mL；（2）实验①、②其他条件相同，只有H2C2O4浓度不同，则实验①、②探究的是浓度对反应速率的影响，根据表中的实验数据，实验①的草酸浓度大，溶液褪至无色所需时间更短，则浓度大，反应速率大；（3）实验②和③的温度不同，其他条件相同；（4）溶液褪至无色即KMnO4反应完所需时间为1.5min，计算出用KMnO4表示的化学反应速率；（5）①由图2可知，反应开始后锰离子浓度增大，反应速率增加的比较快，所以探究的是锰离子在反应中的作用；②若反应加快，说明Mn2+是催化剂，反应过程中溶液褪色时间减少。
（1）实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则溶液总体积应相同，故V1= 2.0mL；实验②、③是探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2=3.0mL；（2）根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率；（3）根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择②③；（4）草酸的物质的量为：0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.00015mol=12：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：
＝0.015mol/L，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=
=0.01 mol/（Lmin）；（5）①由图乙可知，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若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色。
