Question

19．某化學(xué)小組為了研究外界條件對(duì)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(hào)	室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL				溶液褪至無色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
1	3.0	2.0	2.0	3.0	1.5
2	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
3	1.0	4.0	2.0	3.0	3.9

請(qǐng)回答：
（1）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是其他條件不變時(shí)，增大（減�。┓磻�(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率．
（2）利用實(shí)驗(yàn)1中的數(shù)據(jù)，計(jì)算用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1.0×10^-2mol/（L•min）．
（3）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n（Mn²⁺）隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖1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)間變化的實(shí)際趨勢(shì)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(shí)驗(yàn)探究．
①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)有催化作用．
②請(qǐng)你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫表中空白

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	室溫下，試管中所加試劑及其用量				再向試管中加入某種固體	溶液褪至無色所需時(shí)間/min
	0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0	MnSO4	t

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到反應(yīng)過程中溶液褪色時(shí)間減少現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）從表中數(shù)據(jù)可知改變的條件是H₂C₂O₄濃度，根據(jù)H₂C₂O₄溶液濃度不同，濃度越大，反應(yīng)速率越快，濃度越小，反應(yīng)速率就越慢進(jìn)行解答；
（2）利用實(shí)驗(yàn)1中的數(shù)據(jù)，溶液褪至無色即KMnO₄反應(yīng)完所需時(shí)間為1.5min，計(jì)算出用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率；
（3）①由圖乙可知反應(yīng)開始后錳離子濃度增大，反應(yīng)速率增加的比較快，所以探究的是硫酸錳在反應(yīng)中的作用；
②作對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了加入MnSO₄不同外，其它量完全相同，據(jù)此進(jìn)行解答；
③若反應(yīng)加快，說明Mn²⁺是催化劑，反應(yīng)過程中溶液褪色時(shí)間減少．

解答 解：（1）在表中，其它條件相同，而H₂C₂O₄溶液濃度不同，濃度越大，反應(yīng)速率越快，濃度越小，反應(yīng)速率就越慢．因此根據(jù)表格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是其他條件不變時(shí)，增大（減�。┓磻�(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率，
故答案為：其他條件不變時(shí)，增大（減�。┓磻�(yīng)物濃度，加快（減慢）化學(xué)反應(yīng)速率；
（2）利用實(shí)驗(yàn)1中的數(shù)據(jù)，計(jì)算用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為V（KMnO₄）=（0.05mol/L×3.0÷10）÷1.5min=1.0×10^-2mol/（L•min），
故答案為：1.0×10^-2mol/（L•min）；
（3）①由圖乙可知反應(yīng)開始后速率增大較快，說明Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)起催化劑的作用，
故答案為：Mn²⁺對(duì)該反應(yīng)有催化作用；
②對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是指改變一個(gè)條件，其余條件相同．由于是研究Mn²⁺的性質(zhì)和作用，所以草酸的濃度和體積應(yīng)該與實(shí)驗(yàn)1相同，也是3ml，
故答案為：3.0；
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1.5min，從而說明Mn²⁺是催化劑，
故答案為：與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色所需時(shí)間短（或所用時(shí)間（t）小于1.5min）．

點(diǎn)評(píng) 本題主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，注意掌握溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，解題關(guān)鍵是對(duì)比分析圖表中的數(shù)據(jù)找出相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，然后得出合理結(jié)論，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>