题目内容

(16分)(2012?广东)碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.50mol?L﹣1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?L﹣1K2S2O8、0.10mol?L﹣1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响.
已知:S2O82+2I=2SO42+I2(慢)     I2+2S2O32=2I+S4O62 (快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的         耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32与S2O82初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32):n(S2O82           
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验
序号
体积V/ml
 
K2S2O8溶液

KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液

10.0
0.0
4.0
4.0
2.0

9.0
1.0
4.0
4.0
2.0

8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx=       ml,理由是                   
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其它条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82)~反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注).

(4)碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)△H
已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)△H1
4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2
则电池反应的△H=              ;碘电极作为该电池的        极.
(1)Na2S2O3;<2(2)2;理由是保证其他条件不变,只改变反应物K2S2O8浓度,从而才到达对照实验目的(3)(4);正极
(1)根据KI、Na2S2O3与淀粉的反应原理解答,注意反应过程的快慢问题;
(2)根据实验目的及表格数据分析,从而确定Vx的大小及理由,注意探究物质的量浓度对反应速率影响时,其它条件应相同;
(3)降低温度,化学反应速率减小,则到达平衡时间延长;加入催化剂,增大反应速率,则缩短反应到达平衡时间;
(4)将第一个方程式与第二个方程式相减再除以2,焓变进行相应改变,正极上得电子发生还原反应.
解:(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,先发生S2O82+2I═2SO42+I2(慢),后发生I2+2S2O32═S4O62+2I (快),当S2O32耗尽后,碘才能与淀粉作用显示蓝色,根据I2+2S2O32═S4O62+2I (快)方程式知,I2与S2O32的物质的量的关系为1:2,即1mol碘需2molS2O32,根据方程式S2O82+2I═2SO42+I2知,生成1mol碘需为1molS2O82,即n(S2O32):n(S2O82)=2:1,为确保能观察到蓝色,碘需有剩余,即n(S2O32):n(S2O82)<2:1,
故答案为:Na2S2O3;<2;
(2)对照实验1和2发现,实验2取的0.20mol?L﹣1K2S2O8溶液的体积9mL,比实验1少了1mL,说明取的K2S2O8物质的量少,加水1mL,保证了溶液的体积不变,所以在其它条件不变的情况下,探究的是该反应速率与K2S2O8浓度的关系,同样原理对照实验1和3,为保证溶液的体积相同,须加2mL水,
故答案为:2;理由是保证其他条件不变,只改变反应物K2S2O8浓度,从而才到达对照实验目的;
(3)保持其它条件不变,降低温度,反应速率降低,到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变长,而使用催化剂,能加快化学反应速率,所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短,故答案为:

(4)①4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)△H1
②4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2
将方程式得2Li(s)+I2(s)=2LiI(s),△H=,该反应中碘得电子发生还原反应,所以碘是在正极上发生反应,故答案为:;正极.
点评:本题考查了实验探究,注意探究外界条件对化学反应影响时,只能改变一个条件,其它条件必须相同,否则不能得出正确结论,难度较大.
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