Question

某酸性工業(yè)廢水中含有K₂Cr₂O₇，光照下，草酸（H₂C₂O₄）能將其中的Cr₂O₇^2-轉化為Cr²⁺．某課題組研究發(fā)現，少量鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]即可對該反應起催化作用，為進一步研究有關因素對該反應速率的影響，
探究如下：在25℃下，控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗，具體數據如表：

實驗編號	初始pH	廢水樣品體積/mL	草酸溶液體積/mL	蒸餾水體積/mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60	15	25

測得實驗①和②溶液中的c（Cr₂O₇^2-）隨時間變化關系如圖所示．
（1）實驗①和②的結果表明

 

．
（2）根據實驗②和③，畫出實驗③中c（Cr₂O₇^2-）隨時間變化的趨勢圖．
（3）該課題組對鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假設，請你完成假設二和假設三：
假設一：Al³⁺起催化作用；
假設二：

 

；
假設三：

 

；
…
（4）設計實驗驗證上述假設一，可選用下列物質代替少量鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]
的是

 

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

Answer 1

考點：化學反應速率的影響因素

專題：

分析：（1）實驗①②表明溶液pH越小，反應的速率越快；
（2）實驗中c（Cr₂O₇^2-）隨時間增加逐漸減��；
（3）根據鐵明礬的組成含有Al³⁺、Fe²⁺和SO₄^2-起分析；
（4）做有Al³⁺和無Al³⁺對比實驗．

解答： 解：（1）由實驗①②表明溶液pH越小，反應的速率越快，所以溶液pH對該反應的速率有影響，故答案為：溶液pH對該反應的速率有影響；
（2）實驗中c（Cr₂O₇^2-）隨時間變化如圖所示；故答案為：；
（3）根據鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]組成分析，Al³⁺起催化作用，Fe²⁺起催化作用，SO₄^2-起催化作用，故答案為：Fe²⁺起催化作用；SO₄^2-起催化作用；
（4）要證明Al³⁺起催化作用，需做對比實驗，再做沒有Al³⁺存在時的實驗，所以要選K₂SO₄，Al₂（SO₄）₂?24H₂O；用等物質的量Al₂（SO₄）₂?24H₂O代替實驗①中的鐵明礬，控制其他反應條件與實驗①相同，進行對比實驗，反應進行相同時間后，若溶液中c（Cr₂O₇^2-）大于實驗①中c（Cr₂O₇^2-），則假設一成立；若兩溶液中的c（Cr₂O₇^2-）相同，則假設一不成立．故答案為：D．

點評：本題考查了探究重鉻酸根與草酸反應過程中的催化作用，該反應為一比較熟悉的反應，還考查了從圖象中獲取數據并分析的能力、設計實驗的能力等．