题目内容
【题目】已知：将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合，无反应发生。若再加入双氧水，将发生反应：H2O2+2H++2I—→2H2O+I2，且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后，试剂X将被反应生成的I2完全消耗。由于溶液中的I—继续被H2O2氧化，生成的I2与淀粉作用，溶液立即变蓝。因此，根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间，即可推算反应H2O2+2H++2I—→2H2O+I2的反应速率。下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录（各实验均在室温条件下进行）：
编号 | 往烧杯中加入的试剂及其用量（mL） | 催化剂 | 溶液开始变蓝时间（min） | ||||
0.1 mol·L-1 KI溶液 | H2O | 0.01 mol·L-1 X 溶液 | 0.1 mol·L-1双氧水 | 1 mol·L-1稀盐酸 | |||
1 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 1.4 |
2 | 20.0 | m | 10.0 | 10.0 | n | 无 | 2.8 |
3 | 10.0 | 20.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 2.8 |
4 | 20.0 | 0 | 10.0 | 10.0 | 40.0 | 无 | t |
5 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 5滴Fe2(SO4)3 | 0.6 |
回答下列问题：
（1）已知：实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反应速率的影响。实验2中m=____________，n=_____________________。
（2）一定温度下，H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反应速率可以表示为υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k为常数），则：
①根据上表数据关系可知，a、b的值依次为_____________和_______________。
②实验4时，烧杯中溶液开始变蓝的时间t=_______________________。
（3）实验5表明：①硫酸铁能__________________ 该反应速率。
②试用离子方程式表示Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2催化的过程为2Fe3+＋2I-＝2Fe2+＋I2、_____________________________（不必配平）
（4）若要探究温度对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反应速率的影响，为了避免温度过高导致双氧水大量分解（已知温度60℃ H2O2会分解50%以上），应该采取的加热方式是________。
【答案】m＝20.0 n＝20.0 1 1 1.4 加快（或其他合理答案） 2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O 水浴加热（或其他合理答案如：过氧化氢不加热只加热其他试剂）
【解析】
（1）根据实验1、2的目的是探究H2O2浓度对反应速率的影响，除了双氧水的浓度不同外，其它条件完全相同，由此判断m、n；
（2）①分析实验1和实验2，只有过氧化氢浓度改变，根据υ=kca（H2O2）cb （I-）c（H+），对比所用时间得出a的值；同理分析实验1和实验3，得出b的值；
②分析实验2和实验4数据可知，实验4中反应物相对于实验2只有氢离子浓度增大一倍，根据υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k为常数）分析；
（3）①通过实验5数据可知硫酸铁能加快该反应速率。
②Fe2（SO4）3对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的过程可认为首先铁离子氧化碘离子为单质碘，本身被还原为亚铁离子，过氧化氢再把亚铁离子氧化成铁离子；
（4）若要探究温度对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反应速率的影响，为了避免温度过高导致双氧水大量分解（已知温度60℃ H2O2会分解50%以上），应该采取的加热方式是水浴加热。
(1)由于实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I→2H2O+I2反应速率的影响，所以除了双氧水的浓度不同外，其它条件完全相同，通过控制溶液总体积不变，只改变所加水的体积来实现，所以n=20.0，m=20.0，本小题答案为：20.0；20.0。
(2)①分析实验1和实验2，只有过氧化氢浓度改变，过氧化氢浓度加倍，则反应时间减半，所以反应速率和过氧化氢浓度成正比，故a=1；分析实验1和实验3，只有碘化钾浓度改变，碘化钾浓度加倍，则反应时间减半，所以反应速率和碘化钾浓度成正比，故b=1。本小题答案为：1；1。
②分析实验2和实验4数据可知，实验4中反应物相对于实验2只有氢离子浓度增大一倍，根据υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k为常数），可知，反应速率增大一倍，故反应时间减半，所以变蓝时间为1.4min。本小题答案为：1.4min。
(3)①通过实验5数据可知硫酸铁能加快该反应速率。本小题答案为：加快。
②Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2催化的过程可认为首先铁离子氧化碘离子为单质碘，本身被还原为亚铁离子，过氧化氢再把亚铁离子氧化成铁离子，反应方程式为：2Fe3++2I=2Fe2++I2，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。本小题答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（4）若要探究温度对H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反应速率的影响，为了避免温度过高导致双氧水大量分解（已知温度60℃ H2O2会分解50%以上），应该采取的加热方式是水浴加热。本小题答案为：水浴加热或过氧化氢不加热只加热其他试剂。
