Question

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇，光照下，草酸（H₂C₂O₄）能将其中的Cr₂O₇^2-转化为Cr²⁺．某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]即可对该反应起催化作用，为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，
探究如下：在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，具体数据如表：

实验编号	初始pH	废水样品体积/mL	草酸溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60	15	25

测得实验①和②溶液中的c（Cr₂O₇^2-）随时间变化关系如图所示．
（1）实验①和②的结果表明

 

．
（2）根据实验②和③，画出实验③中c（Cr₂O₇^2-）随时间变化的趋势图．
（3）该课题组对铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Al³⁺起催化作用；
假设二：

 

；
假设三：

 

；
…
（4）设计实验验证上述假设一，可选用下列物质代替少量铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]
的是

 

．A．KCl   B．Na₂SO₄      C．K₂SO₄，FeSO₄     D．K₂SO₄?．Al₂（SO₄）₂?24H₂O．

Answer 1

考点：化学反应速率的影响因素

专题：

分析：（1）实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快；
（2）实验中c（Cr₂O₇^2-）随时间增加逐渐减小；
（3）根据铁明矾的组成含有Al³⁺、Fe²⁺和SO₄^2-起分析；
（4）做有Al³⁺和无Al³⁺对比实验．

解答： 解：（1）由实验①②表明溶液pH越小，反应的速率越快，所以溶液pH对该反应的速率有影响，故答案为：溶液pH对该反应的速率有影响；
（2）实验中c（Cr₂O₇^2-）随时间变化如图所示；故答案为：；
（3）根据铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]组成分析，Al³⁺起催化作用，Fe²⁺起催化作用，SO₄^2-起催化作用，故答案为：Fe²⁺起催化作用；SO₄^2-起催化作用；
（4）要证明Al³⁺起催化作用，需做对比实验，再做没有Al³⁺存在时的实验，所以要选K₂SO₄，Al₂（SO₄）₂?24H₂O；用等物质的量Al₂（SO₄）₂?24H₂O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验，反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr₂O₇^2-）大于实验①中c（Cr₂O₇^2-），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr₂O₇^2-）相同，则假设一不成立．故答案为：D．

点评：本题考查了探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用，该反应为一比较熟悉的反应，还考查了从图象中获取数据并分析的能力、设计实验的能力等．