Question

某酸性工业废水中含有K₂Cr₂O₇。光照下，草酸（H₂C₂O₄）能将其中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	初始pH	废水样品体积mL	草酸溶液体积mL	蒸馏水体积mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60

 
测得实验①和②溶液中的Cr₂O₇^2-浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为           （填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明         ；实验①中0~t₁时间段反应速率v（Cr³⁺）=   mol·L^-1·min^-1
(用代数式表示)。
（4）该课题组队铁明矾[Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：Fe²⁺起催化作用；
假设二：             ；
假设三：             ；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K₂SO₄、FeSO₄、Al₂Fe(SO₄)₄·24H₂O、Al₂(SO₄)₃等，溶液中Cr₂O₇^2-的浓度可用仪器测定。）

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论

 

Answer 1

   
（1） 20     20
（2）CO₂
（3）pH越大，反应的速率越慢 
（4）Al³⁺起催化作用；    SO₄^2-起催化作用
（5）

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论
用等物质的量的代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与①相同，进行对比实验	反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O72-)大于实验①中的c(Cr2O72-)，则假设一成立；若量溶液的c(Cr2O72-)相同，则假设一不成立。

 
（其他答案合理即可）

解析