某酸性工業(yè)廢水中含有K₂Cr₂O₇．光照下，草酸（H₂C₂O₄）能將其中的Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺，草酸被氧化成CO₂．某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]可對該反應起催化作用。為進一步研究有關因素對該反應速率的影響，探究如下：
在25℃下，控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗，實驗設計表如下：

驗編號	初始pH	廢水樣品體積/mL	草酸溶液體積/mL	蒸餾水體積/mL
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60	a	20

測得實驗①和②溶液中的Cr₂O₇^2-濃度隨時間變化關系如圖所示。

（1）寫出K₂Cr₂O₇溶液中存在的平衡

Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺

Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺

，平衡常數(shù)表達式為K=

c

2

（

C

r

O

4

2

-

）

?

c

2

（

H

+

）

c

（

C

r

2

O

7

2

-

）

c

2

（

C

r

O

4

2

-

）

?

c

2

（

H

+

）

c

（

C

r

2

O

7

2

-

）

，
（2）實驗設計表中a=

20

20

（3）上述反應中參加反應的Cr₂O₇^2-與草酸的物質的量之比為

1：3

1：3

。
（4）實驗①和②的結果表明

溶液pH越小，反應速率越大

溶液pH越小，反應速率越大

；實驗①中0～t₁時間段反應速率v（Cr³⁺）=

2

（

c

0

-

c

1

）

t

1

2

（

c

0

-

c

1

）

t

1

mol/（L?min）（用代數(shù)式表示）。
（5）該課題組對鐵明礬[Al₂Fe（SO₄）₄?24H₂O]中起催化作用的成分提出如下假設，請你完成假
設二和假設三：
假設一：Fe²⁺起催化作用：假設二：

Al³⁺起催化作用

Al³⁺起催化作用

；假設三：

SO₄^2-起催化作用

SO₄^2-起催化作用

；……
（6）請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內容。（除了上述實驗提供的試劑外，可供選
擇的藥品有K₂SO₄、FeSO₄、K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?24H₂O、Al₂（SO₄）₃等。溶液中Cr₂O₇^2-的濃度可用儀器測定）

實驗方案	預期實驗結果和結論
用等物質的量的 K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O 代替實驗①中的鐵明礬，控制其他條件與實驗①相同，進行對比實驗