Question

【題目】某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計了如下方案。

實驗編號	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間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L 稀硫酸
1	3.0	2.0	2.0	3.0	4.0
2	3.0	3.0	2.0	2.0	5.2
3	3.0	4.0	2.0	1.0	6.4

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

(2)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)進行實驗探究。

該小組同學(xué)提出的假設(shè)是___________________________________。

②請你幫助該小組同學(xué)完成實驗方案，并填寫表中空白。

實驗編號	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X	室溫下溶液顏色褪至無色所需時間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	0.2mol/LKMnO4溶液	3mol/L 稀硫酸
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

固體X是__________。

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，時間t__________4.0min（填>、=或<）。

(3)為探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，該小組同學(xué)準(zhǔn)備在上述實驗基礎(chǔ)上繼續(xù)進行實驗，請你幫助該小組同學(xué)完成該實驗方案設(shè)計____________________________

Answer 1

【答案】其他條件相同時，增大H2SO4濃度反應(yīng)速率增大 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） MnSO4 ＜ 試管中取與實驗1（或2、3）完全相同的試劑，放在熱水中加熱后混勻試劑，測褪色所需時間小于實驗1（或2、3）中的褪色時間

【解析】

(1)根據(jù)上表中的實驗數(shù)據(jù)，溫度相同，反應(yīng)溶液總體積相同，草酸、高錳酸鉀的體積、濃度均相等，只有硫酸的用量不同引起的硫酸濃度不同，故可以得到的結(jié)論是其他條件相同時，增大H2SO4濃度反應(yīng)速率增大；

（2）①由圖2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與實驗1作對比實驗，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；

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，則反應(yīng)速率加快，溶液褪色的時間小于4min，從而說明Mn2+是催化劑，故答案為：與實驗1比較，溶液褪色所需時間短（或所用時間（t）小于4min）；

(3)為探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則只能改變溫度而其他條件相同，實驗方案設(shè)計為：試管中取與實驗1（或2、3）完全相同的試劑，放在熱水中加熱后混勻試劑，測褪色所需時間小于實驗1（或2、3）中的褪色時間。