Question

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	0．2mol/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：υ（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                            。

 

Answer 1

【答案】

（1）其它条件相同时，增大KMnO₄浓度（或反应物浓度），反应速率增大。

（2） 1.5×10^-2mol/(L·min)

 (3) 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)

②MnSO₄        ③ 与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间小于4min

【解析】（1）根据反应中改变的条件及褪色时间长短可知，可以得出的结论是其它条件相同时，增大KMnO₄浓度（或反应物浓度），反应速率增大。

（2）高锰酸钾溶液的浓度变化量是0.2mol/L×3/10＝0.06mol/L，所以其反应速率是0.06mol/L÷4min＝1.5×10^-2mol/(L·min)。

（2）①图2和图1相比，开始生成Mn²⁺的反应速率较低，但随后突然加快，这说明生成物中的MnSO₄为该反应的催化剂(或Mn²⁺对该反应有催化作用)。

②要验证Mn²⁺对该反应有催化作用，可以向溶液中加入硫酸锰进行验证。

③如果假设正确，则与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间小于4min。