Question

11．化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量．下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验．
Ⅰ．测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率．
（1）除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是秒表．
（2）圆底烧瓶中反应现象：溶液变浑浊，并有刺激性气体产生，写出所发生反应的离子方程式为S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑．
（3）若在2min时收集到224mL（已折算成标准状况）气体，可计算出该2min内H⁺的反应速率，而该测定值比实际值偏小，其原因是SO₂会部分溶于水．
（4）利用该化学反应，试简述测定反应速率的其他方法：测定一段时间内生成硫沉淀的质量（或实时测定溶液中氢离子浓度）（写一种）．Ⅱ．探究化学反应速率的影响因素为探讨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．（已知 I₂+2S₂O${\;}_{3}^{2-}$═S₄O${\;}_{6}^{2-}$+2I^-，其中Na₂S₂O₃溶液均足量）

实验序号	体积V/mL				时间/s
	Na2S2O3溶液	淀粉溶液	碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	T1
②	8.0	2.0	4.0	2.0	T2
③	6.0	2.0	4.0	Vx	T3

（5）表中V_x=4mL，T₁、T₂、T₃的大小关系是T₁＜T₂＜T₃．

Answer 1

分析 （1）从实验装置可知，本实验是通过测量在一个时间段内所收集到的气体的体积来测定反应速率，据此分析实验用品；
（2）S₂O₃^2-在酸性条件下发生硫元素的歧化反应，由+2价歧化为0价和+4价，据此分析产物；
（3）SO₂易溶于水，导致所测得的SO₂的体积偏小；
（4）根据反应S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑可知，可以通过测定生成的单质硫的质量或实时测定溶液中氢离子浓度来求出H⁺的物质的量的改变量，从而求出反应速率；
（5）为了探究反应物浓度对化学反应速率的影响，则除了Na₂S₂O₃溶液的浓度不同外，应保持其他影响因素一致；由于在三个实验中Na₂S₂O₃溶液的浓度①＞②＞③，据此分析化学反应速率和反应所需时间T的大小．

解答 解：（1）从实验装置可知，本实验是通过测量在一个时间段内所收集到的气体的体积来测定反应速率，故还缺少的仪器是秒表，故答案为：秒表；
（2）S₂O₃^2-在酸性条件下发生硫元素的歧化反应，由+2价歧化为0价和+4价，即产物为S和SO₂和H₂O，故离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑，故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑；
（3）SO₂易溶于水，导致所测得的SO₂的体积偏小，则据此计算出的△n（H⁺）和△C（H⁺）以及V（H⁺）会变小，故答案为：SO₂会部分溶于水；
（4）根据反应S₂O₃^2-++2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑可知，可以通过测定一段时间段内生成的单质硫的质量或实时测定溶液中氢离子浓度来求出H⁺的物质的量的改变量，从而利用V=$\frac{\frac{△n（{H}^{+}）}{V}}{△t}$来求算，故答案为：测定一段时间内生成硫沉淀的质量（或实时测定溶液中氢离子浓度）；
（5）为了探究反应物浓度对化学反应速率的影响，则除了Na₂S₂O₃溶液的浓度不同外，应保持其他影响因素一致，即应使溶液体积均为16mL，故Vx=4mL；由于在三个实验中Na₂S₂O₃溶液的体积①＞②＞③，而混合后溶液体积相同，故混合后Na₂S₂O₃浓度①＞②＞③，可知化学反应速率①＞②＞③，反应所需时间T的大小T₁＜T₂＜T₃，故答案为：4；T₁＜T₂＜T₃．

点评 本题主要考查学生的实验探究能力，解答时须注意实验的原理，难度中等．