Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)原理】2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 == K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄】

實(shí)驗(yàn)編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL				室溫下溶液顏色褪至無色所需時(shí)間 / 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

請回答：

（1）根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是 。

（2）利用實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)計(jì)算，用KMnO4的濃度變化表示反應(yīng)速率 v(KMnO4)= 。

（3）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2+) 隨時(shí)間變化趨勢的示意圖，如圖甲所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過程中n(Mn2+) 隨時(shí)間變化的趨勢應(yīng)如圖乙所示。 該小組同學(xué)根據(jù)圖乙所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是 。

②請你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并選表中空白處應(yīng)加入的物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL				再向試管中加入少量固體	室溫下溶液顏色褪至無色所需時(shí)間 / 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

A．KMnO4 B．H2C2O4 C．K2SO4 D．MnSO4

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 。

Answer 1

【答案】（1）其他條件相同時(shí)，增大KMnO4濃度(或反應(yīng)物濃度)，反應(yīng)速率增大

（2）1.5×10-2mol·L-1·min-1或0.015 mol·L-1·min-1

（3）①生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑(或Mn2+對該反應(yīng)有催化作用) ②D

③實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色所需時(shí)間短 或：溶液褪色所用時(shí)間(t)小于4min（或其他合理答案）

【解析】

試題分析：（1）從表中數(shù)據(jù)，可知改變的條件是KMnO4濃度，其他條件相同時(shí)，增大KMnO4濃度，褪色時(shí)間變短，則反應(yīng)速率增大。

（2）草酸的物質(zhì)的量為：0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.2mol/L×0.003L=0.0006mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0018mol：0.0006mol=3：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為：＝0.06mol/L，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v（KMnO4）=0.06mol/L÷4min=1.5×10-2 mol/（Lmin）。

（3）①由圖乙可知，反應(yīng)開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO4（或Mn2+）為該反應(yīng)的催化劑。

②與實(shí)驗(yàn)1作對比實(shí)驗(yàn)，則加入的硫酸錳的量不同，其它條件必須相同，所以加入的少量固體為MnSO4，答案選D。

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則反應(yīng)速率加快，溶液褪色的時(shí)間小于4min，從而說明Mn2+是催化劑。