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⁺，草酸被氧化成CO₂．某课题组研究发现，少量铁明矾[Al₂Fe（SO₄）₄•24H₂O]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：
在25℃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，做对比实验，实验设计表如下：

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	a	20

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。

（1）写出K₂Cr₂O₇溶液中存在的平衡

Cr₂O₇^2-+H₂O⇌2CrO₄^2-+2H⁺

Cr₂O₇^2-+H₂O⇌2CrO₄^2-+2H⁺

，平衡常数表达式为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）实验设计表中a=

20

20

（3）上述反应中参加反应的Cr₂O₇^2-与草酸的物质的量之比为

1：3

1：3

。
（4）实验①和②的结果表明

溶液pH越小，反应速率越大

溶液pH越小，反应速率越大

；实验①中0～t₁时间段反应速率v（Cr³⁺）=

2

（

c

0

-

c

1

）

t

1

2

（

c

0

-

c

1

）

t

1

mol/（L•min）（用代数式表示）。
（5）该课题组对铁明矾[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：

Al³⁺起催化作用

Al³⁺起催化作用

；假设三：

SO₄^2-起催化作用

SO₄^2-起催化作用

；……
（6）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、K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•24H₂O、Al₂（SO₄）₃等。溶液中Cr₂O₇^2-的浓度可用仪器测定）

实验方案	预期实验结果和结论
用等物质的量的 K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O K2SO4•Al2（SO4）3•24H2O 代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验