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：

【实验原理】2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O

【实验内容及记录】

实验编号	实验温度	试管中所加试剂及其用量/mL	溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
①	25	3.0	V1	2.0	3.0	1.5
②	25	2.0	3.0	2.0	3.0	2.7
③	50	2.0	V2	2.0	3.0	1.0

（1）请完成此实验设计，其中：V₁=        ，V₂=          。

（2）实验①、②探究的是             对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_________________________________________________________。

（3）探究温度对化学反应速率的影响，应选择________________（填实验编号）。

（4）利用实验1中的数据，计算用KMnO₄表示的化学反应速率为____________________。

（5）该小组同学根据经验绘制了n(Mn²⁺)随时间变化的趋势如图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⁺)随时间变化的实际趋势如图2所示。

该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计以下实验方案继续进行实验探究。

实验编号	实验温度/℃	试管中所加试剂及其用量	再向试管中加入某种固体	溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L H2C2O4溶液	H2O	3mol/L 稀H2SO4溶液	0.05mol/L KMnO4溶液
④	25	2.0	3.0	2.0	3.0	MnSO4	t

①该小组同学提出的假设是________________________________________________。

②若该小组同学提出的假设成立，应观察到________________________________现象。

Answer

（1）V1=2.0，V2=3.0（各1分）

（2）浓度（1分），其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率（2分）。

（3）②③（1分） （4）1.0×10-2mol/(L·min) （2分）（5）①Mn2+对该反应有催化作用（2分）；

②加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色（2分）。

【解析】

试题分析：（1）实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V1= 2.0mL；实验②、③是探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2=3.0mL；

（2）根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大（减小）反应物浓度，加快（减慢）化学反应速率；

（3）根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择②③。

（4）草酸的物质的量为：0.6mol/L×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.05mol/L×0.003L=0.00015mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.00015mol=12：1，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：＝0.015mol/L，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=0.015mol/L÷1.5min=0.01 mol/（L•min）。

（5）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。

②若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色。

【考点定位】本题主要是考查探究影响化学反应速率的因素

【名师点晴】该题的答题关键是注意利用控制变量法进行分析解答。由于影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。