Question

13．某研究性学习小组向一定量的NaHSO₃溶液（加入少量淀粉）中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色．为进一步研究有关因素对反应速率的影响，探究如下．
（1）查阅资料 知NaHSO₃与过量KIO₃反应分为两步进行，且其反应速率主要由第一步反应决定．已知第一步反应的离子方程式为IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，则第二步反应的离子方程式为IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
（2）通过测定溶液变蓝所用时间来探究外界条件对该反应速率的影响，记录如表．

编号	0.01mol/LNaHSO3溶液/mL	0.01mol/L KIO3 溶液/mL	H2O/mL	反应温度 /℃	溶液变蓝所用时间t/s
①	6.0	10.0	4.0	15	t1
②	6.0	14.0	0	15	t2
③	6.0	a	b	25	t3

实验①②是探究KIO₃溶液的浓度或者浓度对反应速率的影响，表中t₁＞t₂（填“＞”、“=”或“＜”）；
实验①③是探究温度对反应速率的影响，表中a=10.0，b=4.0．
（3）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液在恒温条件下混合，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大．该小组对其原因提出如下假设，请你完成假设二．
假设一：生成的SO₄^2-对反应起催化作用；
假设二：生成的I^-或H⁺对反应起催化作用；
…
（4）请你设计实验验证上述假设一，完成如表中内容．

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论
在烧杯甲中将一定量的NaHSO3溶液与KIO3溶液混合，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（甲） 在烧杯乙中先加入少量①Na2SO4粉末，其他条件与甲完全相同，用速率检测仪测定起始时的反应速率v（乙）	②若v（甲）=v（乙），则假设一不成立 ③若v（甲）＜v（乙），则假设一成立 （填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）NaHSO₃溶液中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色，说明产物中有碘单质生成，由于有第一步反应IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液过量，所以能产生碘单质的反应为IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，据此答题；
（2）根据表格，对比①②的数据，可以看出KIO₃的浓度不一样，其它条件都一样，据此判断实验目的；浓度越大，反应速率越快，需要的时间则越小；实验①③是探究温度对反应速率的影响，所以此时两个实验中的浓度都应当相等，据此答题；
（3）根据影响反应速率的外界因素有浓度、温度、催化剂等，以此加以假设；
（4）通过对比实验进行验证，生成的SO₄^2-对反应起催化作用，则在其中一个实验中先进入硫酸钠，根据反应速率进行判断．

解答 解：（1）NaHSO₃溶液中加入稍过量的KIO₃溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色，说明产物中有碘单质生成，由于有第一步反应IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液过量，所以能产生碘单质的反应为IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案为：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根据表格，对比①②的数据，可以看出KIO₃的浓度不一样，所以实验①②是探究浓度对反应速率的影响；由于浓度越大，反应速率越快，则t₂较小，
实验①③是探究温度对反应速率的影响，所以此时两个实验中的浓度都应当相等，所以a=10.0、b=4.0，
故答案为：KIO₃溶液的浓度；＞；10.0；4.0；
（3）根据影响反应速率的外界因素有浓度、温度、催化剂等加以假设，而在本实验中可能的原因为反应生成的I^-对反应起催化作用，I^-浓度越大反应速率越快或者反应生成的H⁺对反应起催化作用，H⁺浓度越大反应速率越快或者是反应放热，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快，
故答案为：生成的I^-或H⁺对反应起催化作用；
（4）通过对比实验进行验证，具体步骤为在烧杯甲中将一定量的NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合，用速率检测仪测定其起始时的反应速率v（甲）；在烧杯乙中预先加入少量Na₂SO₄粉末，其他条件与甲完全相同，进行同一反应，用速率检测仪测定其起始阶段相同时间内的反应速率v（乙），若v（甲）=v（乙），则假设一不成立，若v（甲）＜v（乙），则假设一成立，
故答案为：Na₂SO₄粉末；=；＜．

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素的方法，题目难度中等，明确实验目的及对比实验的设计方法为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意熟练掌握温度、催化剂、浓度等因素对化学反应速率的影响．