1、
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: 【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【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/min | |||
0.6 mol/L | H2O | 0.2 mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L | ||
1 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 3.0 | 4.0 | 1.0 | 2.0 | 6.4 |
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是______ .
(2)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)=______ .
(3)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/min | |||
0.6 mol/L | H2O | 0.2 mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L | |||
4 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | ______ | t |
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是______ .
(1)其他条件相同时,增大KMnO4浓度(或反应物浓度),反应速率增大
(2)1.5×10﹣2mol/(L?min)
(3)生成物中的MnSO4为该反应的催化剂;MnSO4;与实验1比较,溶液褪色所需时间短
解:(1)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,所以答案是:其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大; (2)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: =0.06mol/L, 这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= =1.5×10﹣2 mol/(L•min),
所以答案是:1.5×10﹣2 mol/(L•min);(3)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,所以答案是: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 , 所以答案是: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,所以答案是:与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
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