Question

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验内容及记录】实验编号室温下，

某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：【实验内容及记录】实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2mol/L KMnO4溶液3 mol/L稀硫酸13.02.03.02.04.023.03.02.02.05.233.04.01.02.06.4请回答：（1）根据实验试剂写出实验原理：______（用化学方程式表示）（2）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是______．（3）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ（KMnO4）=______．（4）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+） 随时间变化趋势的示意图，如图1所示．但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+） 随时间变化的趋势应如图2所示．该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究．①该小组同学提出的假设是______．②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白．实验编号室温下，试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入少量固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O0.2 mol/L KMnO4溶液3 mol/L稀硫酸43.02.03.02.0______ t③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是______．

Answer 1

（1）本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸，酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子，草酸中的C被氧化为二氧化碳，化学方程式为：2KMNO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，故答案为：2KMNO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O；
（2）从表中数据可知改变的条件是KMnO₄浓度；其他条件相同时，增大KMnO₄浓度，反应速率增大，
故答案为：其他条件相同时，增大KMnO₄浓度反应速率增大；
（3）草酸的物质的量为：0.6mol?L^-1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.2mol?L^-1×0.003L=0.0006mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.0006mol=3：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：.2mol/L×0.003L（3+2+3+2）×10-3L=0.06mol/L，
这段时间内平均反应速率v（KMnO₄）=0.06mol/L4min=1.5×10^-2 mol/（L?min），
故答案为：1.5×10^-2 mol/（L?min）；
（4）①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO₄（或Mn²⁺）为该反应的催化剂，
故答案为：生成物中的MnSO₄为该反应的催化剂（或Mn²⁺对该反应有催化作用）；
②与实验1作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为MnSO₄，故答案为：MnSO₄；
③若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于4min，从而说明Mn²⁺是催化剂，
故答案为：与实验1比较，溶液褪色所需时间短（或所用时间（t）小于4min）．