【題目】NaHSO3可被過(guò)量KIO3氧化,當(dāng)NaHSO3完全消耗時(shí)才有I2析出。某課題組用0.02mol/LNaHSO3溶液和0.02mol/L KIO3溶液,以及淀粉作指示劑,通過(guò)測(cè)定溶液變藍(lán)所用時(shí)間來(lái)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
(1)寫(xiě)出NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3溶液反應(yīng)生成I2的離子方程式:__________________________。
(2)調(diào)節(jié)反應(yīng)物濃度和溫度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),記錄結(jié)果如下:
編號(hào) | NaHSO3溶液(mL) | KIO3溶液(mL) | H2O(mL) | 反應(yīng)溫度(℃)/ | 變藍(lán)時(shí)間(t/s) |
① | 10 | 15 | a | 10 | t1 |
② | 10 | 40 | 0 | 10 | t2 |
③ | 10 | b | 0 | 20 | t3 |
表中a=_________,b=_________。
(3)改變反應(yīng)溫度,重復(fù)實(shí)驗(yàn)③,得到溫度(T)與溶液變藍(lán)所需時(shí)間(t)的關(guān)系如下圖所示(“×××”表示超過(guò)50℃后溶液不會(huì)再變藍(lán))。
①在30℃下,若溶液變藍(lán)時(shí),I2的物質(zhì)的量為n mol,則從反應(yīng)開(kāi)始至溶液變藍(lán),IO3-的平均反應(yīng)速率為_______mol·L-1·s-1(寫(xiě)出表達(dá)式即可,不要化簡(jiǎn))。
②根據(jù)圖像,請(qǐng)你描述低于50℃時(shí),溶液變藍(lán)所需時(shí)間與反應(yīng)溫度的關(guān)系:__________________。
(4)將NaHSO3溶液與KIO3溶液混合(預(yù)先加入可溶性淀粉為指示劑),用速率檢測(cè)儀檢測(cè)出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大,一段時(shí)間后反應(yīng)速率又逐漸減小。課題組在排除濃度、溫度等影響因素后,對(duì)起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的原因提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二:
假設(shè)一:反應(yīng)生成的I2對(duì)反應(yīng)起催化作用;I2濃度越大反應(yīng)速率越快;
假設(shè)二:________________________________________________________;
假設(shè)三:________________________________________________________;
(5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容(反應(yīng)速率可用測(cè)速儀測(cè)定)。
實(shí)驗(yàn)方案 | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 |
第一步:在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3 溶液混合, 用測(cè)速儀測(cè)定起始時(shí)的反應(yīng)速率V(甲) 第二步:在燒杯乙中________________________,測(cè)定其起始階段的相同時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率V(乙) | 若__________,則假 設(shè)一成立 |
【答案】 2IO3-+5HSO3-=5 SO42- +I2+3H++H2O 25 40 溫度低于30℃時(shí),溫度越高,溶液變藍(lán)所需時(shí)間越短 溫度高于30℃時(shí),溫度越高,溶液變藍(lán)所需時(shí)間越長(zhǎng) 反應(yīng)生成的H+對(duì)反應(yīng)起催化作用,H+濃度越大反應(yīng)速率越快反應(yīng)生成的SO42-對(duì)反應(yīng)起催化作用,SO42- 濃度越大反應(yīng)速率越快 在燒杯乙中進(jìn)行同一反應(yīng)(不同的是乙燒杯中預(yù)先加入少量I2,其他反應(yīng)條件均完全相同) 若V(甲)< V(乙)則假設(shè)一成立
【解析】試題分析:本題考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
(1)NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3溶液反應(yīng)生成I2,KIO3被還原為I2,NaHSO3被氧化,可寫(xiě)出HSO3-+IO3-→SO42-+I2,根據(jù)得失電子守恒可配平5HSO3-+2IO3-→5SO42-+I2,結(jié)合原子守恒和電荷守恒得離子方程式為2IO3-+5HSO3-=5SO42- +I2+3H++H2O。
(2)通過(guò)比較分析,實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)溫度相同,實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②是探究反應(yīng)物KIO3濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,10+15+a=10+40,a=25。實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,濃度必須相同,b=40。
(3)①根據(jù)圖像在30℃下,從反應(yīng)開(kāi)始到溶液變藍(lán)需要65s;若溶液變藍(lán)時(shí),I2的物質(zhì)的量為n mol,根據(jù)I守恒,消耗的IO3-物質(zhì)的量為2nmol,υ(IO3-)=2nmol [(10+40)10-3L] 65s=mol·L-1·s-1。
②根據(jù)圖像,低于50℃時(shí),溶液變藍(lán)所需時(shí)間與反應(yīng)溫度的關(guān)系:溫度低于30℃時(shí),溫度越高,溶液變藍(lán)所需時(shí)間越短;溫度高于30℃時(shí),溫度越高,溶液變藍(lán)所需時(shí)間越長(zhǎng)。
(4)課題組排除了濃度、溫度等影響因素,由于該反應(yīng)中沒(méi)有氣體參與,所以對(duì)起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的影響因素為催化劑,沒(méi)有添加催化劑,所以起催化作用的應(yīng)猜想為反應(yīng)的生成物。假設(shè)一:反應(yīng)生成的I2對(duì)反應(yīng)起催化作用,I2濃度越大反應(yīng)速率越快;假設(shè)二:反應(yīng)生成的H+對(duì)反應(yīng)起催化作用,H+濃度越大反應(yīng)速率越快;假設(shè)三:反應(yīng)生成的SO42-對(duì)反應(yīng)起催化作用,SO42- 濃度越大反應(yīng)速率越快。
(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)一,即設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證I2的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。用控制變量法,乙中盛放與甲中相同的NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3 溶液,只不過(guò)在乙中燒杯中預(yù)先加入少量I2,測(cè)定其起始階段的相同時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率V(乙)。若V(甲)V(乙),則假設(shè)一成立。
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A. Na2O2用作呼吸面具的供氧劑B. NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3
C. 乙醇可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣D. 鈉久置在空氣中最終產(chǎn)物為Na2CO3
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A.原子序數(shù)116
B.中子數(shù)177
C.核外電子數(shù)116
D.相對(duì)原子質(zhì)量293
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B.氯離子(Cl﹣)的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.氯分子的電子式:
D.氯化氫的結(jié)構(gòu)式:H﹣Cl
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【題目】下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)所引出的相應(yīng)結(jié)論正確的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)事實(shí) | 結(jié)論 |
A | 其他條件相同,Na2S2O3溶液濃度越大,析出硫沉淀所需時(shí)間越短 | 當(dāng)其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度化學(xué)反應(yīng)速率加快 |
B | 在化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒(méi)有發(fā)生改變 | 催化劑一定不參加化學(xué)反應(yīng) |
C | H+濃度相同的鹽酸和醋酸分別與等質(zhì)量的形狀相同的鋅粒在不同環(huán)境下反應(yīng) | 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)速率相同 |
D | 在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),把容積縮小一倍 | 正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率不變 |
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A.一定條件下,任何可逆反應(yīng)的進(jìn)程都有一定的限度,所以CO不可能完全轉(zhuǎn)化
B.尾氣中CO的比例不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了這一條件下的化學(xué)平衡狀態(tài)
C.尾氣中CO的比例不變,是因?yàn)镃O 的消耗速率與CO 生成速率相等
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