Question

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

請回答：

(1)以上反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________。

(2)根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是：_____________。

(3)利用實驗1中數(shù)據(jù)計算，用KMnO4的濃度變化表示反應(yīng)速率v(KMnO4)＝_____。

(4)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗繪制了n(Mn2+)隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實驗資料發(fā)現(xiàn)，該實驗過程中n(Mn2+)隨時間變化的趨勢應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實驗探究。

①小組同學(xué)提出的假設(shè)是____________。

②請你幫助該小組同學(xué)完成實驗方案_______。

Answer 1

【答案】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 其他條件相同時，增大KMnO4濃度，反應(yīng)速率加快 1.5×10-2 mol/(Lmin) 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) 保證其它條件與實驗1相同，加入少量MnSO4固體，測定溶液褪色需要的時間

【解析】

(1)本題的實驗原理是酸性高錳酸鉀氧化草酸，酸性高錳酸鉀褪色生成二價錳離子，草酸中的C被氧化為二氧化碳；

(2)從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是KMnO4濃度，根據(jù)高錳酸鉀溶液濃度不同對反應(yīng)速率的影響進(jìn)行解答；

(3)先根據(jù)草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量判斷過量，然后根據(jù)反應(yīng)速率表達(dá)式計算；

(4)①由圖2可知反應(yīng)開始一段時間后速率增大的比較快，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析解答；②根據(jù)①的結(jié)論設(shè)計實驗驗證。

(1)本題的實驗原理是酸性高錳酸鉀氧化草酸，酸性高錳酸鉀褪色生成二價錳離子，草酸中的C被氧化為二氧化碳，化學(xué)方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，故答案為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 ═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；

(2)從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是KMnO4濃度，高錳酸鉀的濃度越大，溶液褪色的時間越少，因此結(jié)論為：其他條件相同時，增大KMnO4濃度，反應(yīng)速率加快，故答案為：其他條件相同時，增大KMnO4濃度，反應(yīng)速率加快；

(3)實驗1中草酸的物質(zhì)的量為：0.6molL-1×0.003L=0.0018mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.2molL-1×0.003L=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，用KMnO4的濃度變化表示反應(yīng)速率v(KMnO4)＝=1.5×10-2 mol/(Lmin)，故答案為：1.5×10-2 mol/(Lmin)；

(4)①由圖2可知反應(yīng)開始一段時間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，故答案為：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)；

②可以與實驗1作對比實驗，保證其它條件與實驗1相同，加入少量MnSO4固體，若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則反應(yīng)速率加快，溶液褪色的時間小于4min，從而說明Mn2+是催化劑，故答案為：保證其它條件與實驗1相同，加入少量MnSO4固體，測定溶液褪色需要的時間。