题目内容

5.某研究性学习小组向一定童的NaHSO3溶液(加入少量淀粉)中加人稍过量的KIO3溶液,一段时间后.溶液突然变蓝色.为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下.
(1)查阅资料知NaHSO3与过量KIO3反应分为两步进行,且其反应速率主要由笫一步反应决定.已知第一步反应的离子方程式为IO3-+3HSO3-=3SO42-+I-+3H+,则第二步反应的离子方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O.
(2)通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响,记录如下.
编号0.01mol/L NaHSO3溶液/mL0.01mol/L KIO3
溶液/mL
H2O/mL反应温度/
溶液变蓝所用
时间t/s
6.010.04.015t1
6.014.0015t2
6.0ab25t3
实验①②是探究KIO3溶液的浓度对反应速率的影响,表中t1>t2 (填“>”、“=”或“<“);
实验①③是探究温度对反应速率的影响,表中a=10.0  b=4.0
(3)将NaHSO3溶液与KIO3溶液在恒温条件下混合,用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大.该小组对其原因提出如下假设,请你完成假设二.
假设一:生成的SO42-对反应起催化作用;
假设二:反应生成的I-对反应起催化作用(或反应生成的H+对反应起催化作用).
(4)请你设计实验验证上述悝设一,完成下表中内容.
实验步職(不要求写出具体搡作过程)预期实验现象和结论
在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合,用速率检测仪测定起始时的反应速率v(甲);
在烧杯乙中预先加入少量Na2SO4粉末,其他条件与甲完全相同,进行同一反应,
用速率检测仪测定其起始阶段相同时间内的反应速率v(乙).
若v(甲)=v(乙)
则假设一不成立
若v(甲)<v(乙),则假设一成立

分析 (1)NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液,一段时间后,溶液突然变蓝色,说明产物中有碘单质生成,由于有第一步反应IO3-+3HSO3-=3SO42-+3H+-+I-,且KIO3溶液过量,所以能产生碘单质的反应为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,据此答题;
(2)根据表格,对比①②的数据,可以看出KIO3的浓度不一样,其它条件都一样,据此判断实验目的;浓度越大,反应速率越快,需要的时间则越小;实验①③是探究温度对反应速率的影响,所以此时两个实验中的浓度都应当相等,据此答题;
(3)根据影响反应速率的外界因素有浓度、温度、催化剂等,以此加以假设;
(4)通过对比实验进行验证,生成的SO42-对反应起催化作用,则在其中一个实验中先进入硫酸钠,根据反应速率进行判断.

解答 解:(1)NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液,一段时间后,溶液突然变蓝色,说明产物中有碘单质生成,由于有第一步反应IO3-+3HSO3-=3SO42-+3H+-+I-,且KIO3溶液过量,所以能产生碘单质的反应为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O,
故答案为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
(2)根据表格,对比①②的数据,可以看出KIO3的浓度不一样,所以实验①②是探究浓度对反应速率的影响;由于浓度越大,反应速率越快,则t2较小;
实验①③是探究温度对反应速率的影响,所以此时两个实验中的浓度都应当相等,所以a=10.0、b=4.0,
故答案为:KIO3溶液的浓度;>;10.0;4.0;
(3)根据影响反应速率的外界因素有浓度、温度、催化剂等加以假设,而在本实验中可能的原因为反应生成的I-对反应起催化作用,I-浓度越大反应速率越快或者反应生成的H+对反应起催化作用,H+浓度越大反应速率越快或者是反应放热,随着反应的进行,温度升高,反应速率加快,
故答案为:反应生成的I-对反应起催化作用(或反应生成的H+对反应起催化作用);
(4)通过对比实验进行验证,具体步骤为在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合,用速率检测仪测定其起始时的反应速率v(甲);在烧杯乙中预先加入少量Na2SO4粉末,其他条件与甲完全相同,进行同一反应,用速率检测仪测定其起始阶段相同时间内的反应速率v(乙),若v(甲)=v(乙),则假设一不成立,若v(甲)<v(乙),则假设一成立,
故答案为:在烧杯乙中预先加入少量Na2SO4粉末,其他条件与甲完全相同,进行同一反应,用速率检测仪测定其起始阶段相同时间内的反应速率v(乙);若v(甲)=v(乙),则假设一不成立;若v(甲)<v(乙),则假设一成立.

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素的方法,题目难度中等,明确实验目的及对比实验的设计方法为解答关键,试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力,注意熟练掌握温度、催化剂、浓度等因素对化学反应速率的影响.

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