Question

（15分）某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(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	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL				室溫下溶液顏色褪至無色所需時(shí)間 / min
	0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	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

請回答：
（1）根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是                                        。
（2）利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計(jì)算，若用KMnO₄的濃度變化表示的反應(yīng)速率為：υ(KMnO₄)＝         。
（3）該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn²⁺) 隨時(shí)間變化趨勢的示意圖，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)間變化的趨勢應(yīng)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                                                         。
②請你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫表中空白。

實(shí)驗(yàn)編號	室溫下，試管中所加試劑及其用量 / mL				再向試管中加入少量固體	室溫下溶液顏色褪至無色所需時(shí)間 / min
	0.6 mol/L H2C2O4溶液	H2O	3 mol/L 稀硫酸	0.05 mol/L KMnO4溶液
4	3.0	2.0	2.0	3.0		t

③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是                                    。
（4）工業(yè)上可用電解K₂MnO₄濃溶液的方法制取KMnO₄，則電解時(shí)，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為                       ；總方程式為                                           。

Answer 1

（1）其他條件相同時(shí)，增大H₂C₂O₄濃度（或反應(yīng)物濃度），反應(yīng)速率增大（3分，每點(diǎn)1分）
（2）1.0×10^－2 mol / (L·min) （2分）
（3） ①生成物中的MnSO₄為該反應(yīng)的催化劑（或Mn²⁺對該反應(yīng)有催化作用）[2分，不指出MnSO₄（或Mn²⁺）扣1分]  ② MnSO₄ （2分）
③ 與實(shí)驗(yàn)1比較，溶液褪色所需時(shí)間短（2分，不寫“與實(shí)驗(yàn)1比較”扣1分） 或：所用時(shí)間（t）小于1.5min（或其他合理答案）
（4）2MnO₄^2－－2e^－＝2MnO₄^－（或 MnO₄^2－－e^－＝MnO₄^－ ） （2分）；
2K₂MnO₄+2H₂O電解2KMnO₄+2KOH+H₂↑（2分）

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，其他條件相同時(shí)，增大H₂C₂O₄濃度（反應(yīng)物濃度），反應(yīng)速率增大。
（2）反應(yīng)中消耗高錳酸鉀的濃度是 ＝0.015mol/L，所以υ(KMnO₄)＝0.015mol/L÷1.5min＝1.0×10^－2 mol / (L·min)。
（3）①由圖2可知反應(yīng)開始后速率增大的比較快，說明生成物中的MnSO₄（或Mn²⁺）為該反應(yīng)的催化劑.
②要驗(yàn)證假設(shè)作對比實(shí)驗(yàn)與與實(shí)驗(yàn)1比較，其它條件相同時(shí)加入MnSO₄即可。
③如果假設(shè)成立，則加入硫酸錳以后若反應(yīng)加快，溶液褪色的時(shí)間小于1.5min，說明Mn²⁺是催化劑.
（4）K₂MnO₄制取KMnO₄，反應(yīng)過程中Mn元素的化合價(jià)從+6價(jià)升高到+7價(jià)，因此錳酸鉀在陽極放電，電極反應(yīng)式為MnO₄^2－－e^－＝MnO₄^－，陰極是溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，所以總反應(yīng)式為2K₂MnO₄+2H₂O電解2KMnO₄+2KOH+H₂↑。