Question

10．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．
如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）
	0.1mol•L-1KI溶液	0.1mol•L-1H2O	X 0.1mol•L-1溶液	0.1mol•L-1双氧水	0.1mol•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=20.0，n=20.0
（2）一定温度下，H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反应速率可以表示为v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）（k为常数），则：
①实验4时，烧杯中溶液开始变蓝的时间t=1.4min．
②根据上表数据可知，a．b的值依次为1和1．
（3）实验5表明：硫酸铁能提高反应速率．
①催化剂能加快反应速率是因为催化剂降低（填“提高”或“降低”）了反应活化能．
②试用离子方程式表示Fe₂（SO₄）₃对H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的过程．（不必配平）

Answer 1

分析 （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v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）分析；
②分析实验1和实验2，只有过氧化氢浓度改变，根据v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （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和值；
（3）①催化剂能改变反应速率的原因是降低了反应的活化能，改变了反应途径；
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．

解答 解：（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，
故答案为：20.0；20.0；
（2）①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v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）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；
故答案为：1.4min；
②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；
故答案为：1，1；
（3）①催化剂加快化学反应速率是降低了反应的活化能，改变了反应途径，
故答案为：降低；
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，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

点评 本题探究浓度、催化剂对反应速率的影响，在探究外界条件对反应速率的影响时，一般都保持一个变量，其他条件不变，解题时要注意对题中的信息时行加工处理，题目难度中等．