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在室温下,化学反应I-(aq)+OCl-(aq)=OI-(aq)+Cl-(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:
实验编号 I-的初始浓度
(mol-L-1
OCl-的初始浓度
(mol-L-1
OH-的初始浓度
(mol-L-1
初始速率v
(mol-L-1-s-1
1 2×10-3 1.5×10-3 1.00 1.8×10-4
2 a 1.5×10-3 1.00 3.6×10-4
3 2×10-3 3×10-3 2.00 1.8×10-4
4 4×10-3 3×10-3 1.00 7.2×10-4
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c(温 度一定时,k为常数)
①为了实施实验1,某同学取5mL0.02mol-L-1碘化钾溶液、5mL0.015mol-L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应.则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为______ mol-L-1
②实验2中,a=______
③设计实验2和实验4的目的是______;
④计算b、c值:b=______;c=______
⑤若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的OH-的初始浓度变为0.1mol-L-1,反应的初始速率v=______(mol-L-1-s-1).
①将实验1数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[1mol?L-1]c设为A式,将实验4代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得7.2×10-4mol?L-1?s-1=K[0.004mol?L-1][0.003mol?L-1]b[1mol?L-1]c设为B式,将AB两式联合组成方程组求解,可得,b=1,将b=1代入1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[1mol?L-1]c,可得K=60,将实验3数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.003mol?L-1]b[1mol?L-1]c,将b=1,K=60,代入得C=-1,取5mL0.02mol?L-1碘化钾溶液、5mL0.015mol?L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应,溶液的总体积为50mL,则I-的初始浓度为C=
n
V
=
0.0001mol
0.05L
=0.002mol?L-1,OCl-的初始浓度C=
n
V
=
0.000075mol
0.05L
=0.0015mol?L-1,初始速率v=1.8×10-4mol?L-1?s-1,将数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.8
1mol/L×0.05L
0.04L
10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[OH-]c,将b=1,K=60,C=-1,代入得[OH-]=1mol?L-1,原氢氧化钠溶液为40mL某浓度氢氧化钠溶液,所以原氢氧化钠溶液物质的量浓度为C=
n
v
=
1mol/L×0.05L
0.04L
=1.25mol?L-1
故答案为:1.25;
②根据①的分析知:b=1,K=60,C=-1,联合实验数据2代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得3.6×10-4mol?L-1?s-1=K[a]1[0.0015mol?L-1]1[1mol?L-1],可得a=4×10-3
故答案为:4×10-3
③根据①的解答,联合实验数据1和4求出b,对照实验2和实验4的数据的异同点,不同的数据有助于探究OCl-离子对反应速率的影响,
故答案为:探究OCl-离子对反应速率的影响;
④由①的解答知b=1,K=60,c=-1,故答案为:1;-1;
⑤将b=1,K=60,C=-1,代入得公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,得v=60[I-]1[OCl-]b[OH-]-1,将OH-的初始浓度变为0.1mol?L-1,I-的初始浓度为4×10-3mol?L-1,OCl-的初始浓度为3×10-3mol?L-1,代入得反应的初始速率v=7.2×10-3mol?L-1?s-1,故答案为:7.2×10-3mol?L-1?s-1
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303

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4.3

5.9

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(5)在室温下,化学反应I(aq)+ ClO(aq) = IO(aq) + Cl(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:

实验编号

I的初始浓度

(mol·L1)

ClO的初始浓度

(mol·L1)

OH的初始浓度

(mol·L1)

初始速率v

(mol·L1· s1)

1

2 × 103

1.5 × 103

1.00

1.8 × 104

2

a

1.5 × 103

1.00

3.6 × 104

3

2 × 103

3 × 103

2.00

1.8 × 104

4

4 × 103

3 × 103

1.00

7.2 × 104

 

已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v= k [I­]1 [ClO]b [OH]c(温度一定时,k为常数)。

①设计实验2和实验4的目的是                            

②若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13,反应的初始速率v=                 

 

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