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

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

0.6 mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.2 mol/L

KMnO4溶液

3 mol/L

稀硫酸

1

3.0

2.0

3.0

2.0

4.0

2

3.0

3.0

2.0

2.0

5.2

3

3.0

4.0

1.0

2.0

6.4

请回答:

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

(2)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为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

0.6 mol/L

H2C2O4溶液

H2O

0.2 mol/L KMnO4溶液

3 mol/L稀硫酸

4

3.0

2.0

3.0

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_________________________。

【答案】 其他条件相同时,增大KMnO4浓度(或反应物浓度),反应速率增大 1.5 × 10-2 mol·L-1·min-1 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4 min及其他合理答案]

【解析】(1)根据表中数据可知,其他条件相同时(控制变量法),增大KMnO4浓度(反应物浓度),反应速率增大。

(2)反应中消耗高锰酸钾的浓度是0.2 mol/L×3/10=0.06mol/L,所以υ(KMnO4)=0.06mol/L÷4min=1.5 × 10-2mol / (L·min)。

(3)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要验证假设作对比实验与与实验1比较,其它条件相同时加入MnSO4即可。

③与实验1比较,如果假设成立,则加入硫酸锰以后若反应加快,溶液褪色的时间小于4min,说明Mn2+是催化剂。

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