题目内容

【题目】将浓度均为0.01 mol/L H2O2H2SO4KINa2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种碘钟实验。某小组同学在室温下对该碘钟实验的原理进行探究。

(资料)

碘钟实验的总反应:H2O2 +2S2O32-+2H+=S4O62-+2H2O

反应分两步进行:

反应AH2O2+2I-+2H=I2+2H2O

反应B……

(1)反应B的离子方程式是______。对于总反应,I-的作用相当于______

(2)为证明反应AB的存在,进行实验

a.向酸化的H2O2溶液中加入试剂X的水溶液,溶液变为蓝色。

b.再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去。

试剂X______

(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验、实验。(溶液浓度均为0.01 mol/L

试剂

序号 用量(mL

H2O2

溶液

H2SO4

溶液

Na2S2O3

溶液

KI溶液

(含淀粉)

H2O

实验

5

4

8

3

0

实验

5

2

x

y

z

溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验30 min、实验40 min

实验中,xyz所对应的数值分别是______

对比实验、实验,可得出的实验结论是______

(4)为探究其他因素对该碘钟实验的影响,进行实验

(溶液浓度均为0.01 mol/L

试剂

序号 用量(mL

H2O2

溶液

H2SO4

溶液

Na2S2O3

溶液

KI溶液(含淀粉)

H2O

实验

4

4

9

3

0

实验过程中,溶液始终无明显颜色变化。

试结合该碘钟实验总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系,解释实验未产生颜色变化的原因:_____________________

【答案】I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 催化剂 淀粉、碘化钾 832 其它条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率 由于n(H2O2)n(Na2S2O3)<v(A)< v(B),所以未出现溶液变蓝的现象。

【解析】

(1)用总反应方程式减去反应A方程式,整理可得反应B的方程式;物质在反应前后质量不变,化学性质不变,这样的物质为催化剂;

(2)H2O2具有氧化性,会将KI氧化为I2I2遇淀粉溶液变为蓝色,I2具有氧化性,会将S2O32-氧化为S4O62-I2被还原为I-

(3)①采用控制变量方法研究,由于H2O2的量相同,H2SO4的体积不同,因此Na2S2O3KI溶液必须与前一个实验相同,且溶液总体积与前一个实验相同;

②变色时间越长,反应速率越慢;

(4)对比实验Ⅳ、实验II,可知溶液总体积相同,该变量是H2O2Na2S2O3H2O2减少,Na2S2O3增大,根据二者的物质的量的比分析判断。

(1)碘钟总反应方程式为:H2O2 +2S2O32-+2H+=S4O62-+2H2O,该反应分两步进行,反应AH2O2+2I-+2H=I2+2H2O,则反应B方程式为总反应方程式减去反应A可得I2+2S2O32-=2I-+S4O62-;通过上述反应A、反应B反应可知:I-在反应前后质量不变、化学性质不变,因此在该反应中的作用是催化剂;

(2) H2O2具有氧化性,会将KI氧化为I2I2遇淀粉溶液变为蓝色,I2具有氧化性,会将S2O32-氧化为S4O62-I2被还原为I-。所以试剂XKI淀粉溶液;

(3)①为便于研究,在反应中要采用控制变量方法进行研究,即只改变一个反应条件,其它条件都相同,根据表格数据可知:实验Ⅲ跟实验II比硫酸的体积减少,所以其它条件都相同,而且混合后总体积也要相同,故实验Ⅲ中,x=8y=3z=2

②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可得出的实验结论是:在其它条件不变时,溶液的酸性越强,溶液中氢离子浓度越大,反应速率越快;

(4)对比实验II、实验Ⅳ,可知其它量没有变化,溶液总体积相同,H2O2减少,Na2S2O3增大,n(H2O2)n(Na2S2O3)<,结果未出现溶液变为蓝色现象,说明v(A)< v(B),导致不能出现溶液变为蓝色现象。

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