Question

（12分）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 + 5H ₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ === K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂↑ + 8H₂O

【实验内容及记录】

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/ mL	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
1	20	3.0	2.0	3.0	2.0	4.0
2	20	3.0	m	2.5	n	4.8
3	20	3.0	3.0	2.0	2.0	t1
4	30	3.0	2.0	3.0	2.0	t2

（1）已知：实验1、2、3的目的是探究KMnO₄浓度对反应速率的影响。则实验2中m=    ，

n=      。如果研究温度对化学反应速率的影响，需利用实验4和      。

（2）通过查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn²⁺)随时间变化的趋势如图所示。

为进行实验探究，该小组同学通过讨论提出假设：Mn²⁺对该反应有催化作用。

①请你填写表中空白帮助该小组同学完成实验方案。

实验编号	温度/℃	试管中所加试剂及其用量/mL	再向试管中加入少量固体	溶液褪至无色所需时间/ min
0.6 mol/L H 2C2O4溶液	H2O	0.2 mol/L KMnO4溶液	3 mol/L 稀硫酸
5	20	3.0	2.0	3.0	2.0		t3

②能说明该小组同学提出的假设成立的实验事实是                 。

（3）有人将酸性KMnO₄ 溶液和H ₂C₂O₄ 溶液的反应设计成原电池，则该原电池的正极反应式为                              。

Answer

1） 2.5 2.0 1（2） ①MnSO4

②与实验1比较，溶液褪色所需时间短(或所用时间t3小于4min等其他合理答案）

（3） MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O

【解析】

试题分析：（1）探究KMnO4浓度对反应速率的影响。要保证其他物质浓度不变，所以n=2.0，同时容易总体积保持相等m=2.5。如果研究温度对化学反应速率的影响，保证温度变化其他不变，需利用实验4和1；（2）①要验证假设，作对比实验与与实验1比较，其它条件相同时加入含Mn2+的物质，为不引入其他有干扰的离子，选择溶液中含有的阴离子硫酸根，即MnSO4；②如果假设成立，则加入硫酸锰以后若反应加快，溶液褪色的时间小于4.0min，说明Mn2+是催化剂。（3）反应过程中Mn元素的化合价从+7价降到+2价，发生还原反应，在正极发生，因此该原电池的正极反应式为，MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O。－

考点：考查外界条件对反应速率的影响，原电池原理。