Question

【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：

请回答：

(1)以上反应的化学方程式:__________________。

(2)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是：_____________。

(3)利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示反应速率v(KMnO4)＝_____。

(4)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_______。

Answer 1

【答案】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率加快 1.5×10-2 mol/(Lmin) 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) 保证其它条件与实验1相同，加入少量MnSO4固体，测定溶液褪色需要的时间

【解析】

(1)本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸，酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子，草酸中的C被氧化为二氧化碳；

(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度，根据高锰酸钾溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；

(3)先根据草酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据反应速率表达式计算；

(4)①由图2可知反应开始一段时间后速率增大的比较快，结合影响化学反应速率的因素分析解答；②根据①的结论设计实验验证。

(1)本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸，酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子，草酸中的C被氧化为二氧化碳，化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，故答案为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；

(2)从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度，高锰酸钾的浓度越大，溶液褪色的时间越少，因此结论为：其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率加快，故答案为：其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率加快；

(3)实验1中草酸的物质的量为：0.6molL-1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.2molL-1×0.003L=0.0006mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol∶0.0006mol=3∶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：=0.06mol/L，用KMnO4的浓度变化表示反应速率v(KMnO4)＝=1.5×10-2 mol/(Lmin)，故答案为：1.5×10-2 mol/(Lmin)；

(4)①由图2可知反应开始一段时间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，故答案为：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可以与实验1作对比实验，保证其它条件与实验1相同，加入少量MnSO4固体，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：保证其它条件与实验1相同，加入少量MnSO4固体，测定溶液褪色需要的时间。