Question

13．KI在经酸化的溶液中被空气氧化生成I₂．该反应的速率受温度、酸度、溶剂、试剂浓度等影响，可用淀粉与碘的显色反应来观测该反应的速率．已知，淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色；淀粉浓度越高显色越灵敏、颜色也越深．
实验小组拟用0.8mol•L^-1 KI溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等来探究温度、酸度对上述反应速率的影响，他们做了A-C三组实验，部分实验数据如表：

编号	温度/℃	H2SO4体积/mL	KI溶液体积/mL	H2O体积/mL	淀粉溶液 /mL	出现蓝色时间/s
A	40	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	没出现蓝色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

请回答以下问题：
（1）写出该反应的离子方程式4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）为确保A组实验在40℃下进行，实验操作是将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度．
（3）B组实验中“没出现蓝色”，原因是温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色．
（4）请你为小组设计D组实验方案，填写空格．以帮助小组完成探究目标．
（5）按你设计的实验数据，请你预测一个t值设计酸体积＜10mL时，t预测值要小于同温对比值，设计酸体积＞10mL时，t预测值要大于同温对比值，并写出与你预测相对应的探究实验的结论其他条件不变时，酸度越大反应速率越快．

Answer 1

分析 （1）KI在经酸化的溶液中被空气氧化生成I₂，根据得失电子守恒、电荷守恒配平离子方程式；
（2）确保A组实验在40℃下进行，可以采用水浴加热的方法；
（3）根据“淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色”进行判断；
（4）根据ABC探究的是温度对反应速率的影响可知，D应该为探究酸度对反应速率的影响，据此完成本题；
（5）酸溶液浓度越大，反应速率越快，需要的时间越少，据此设计实验并写出结论．

解答 解：（1）KI在经酸化的溶液中被空气氧化生成I₂，氧气化合价降低4价，碘离子化合价升高1价，则氧气与碘离子的计量数之比为1：4，根据电荷守恒配平离子方程式为：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O，
故答案为：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）为确保A组实验在40℃下进行，应采用的控温操作方法为：将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度，
故答案为：将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度；
（3）淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色，所以B组实验中“没出现蓝色”，可能是温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色，
故答案为：温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色；
（4）A-C三组实验探究了温度对反应速率的影响，实验的目的是探究温度和酸度对反应速率的影响，则D的目的是探究酸度对反应速率的影响，所以温度可以为40℃或5℃，硫酸体积可以为15mL，水、碘化钾溶液的体积为5mL，淀粉溶液为1mL，
故答案为：

编号	温度/℃	H2SO4体积/mL	KI溶液体积/mL	H2O体积/mL	淀粉溶液 /mL	出现蓝色时间/s
A	40或5	15	5	5	1	t

； 
（5）当酸溶液体积小于10mL时，反应速率减小，当水溶液体积减小时，反应速率加快，即：酸体积＜10mL时，t预测值要小于同温对比值；若酸体积＞10mL时，t预测值要大于同温对比值，据此可以得出结论为：酸度越大反应速率越快，
故答案为：设计酸体积＜10mL时，t预测值要小于同温对比值，设计酸体积＞10mL时，t预测值要大于同温对比值；其他条件不变时，酸度越大反应速率越快．

点评 本题考查了探究影响化学反应速率的因素，题目难度中等，注意掌握探究影响化学反应速率的因素，明确对照试验的设计原则，试题有利于培养学生的分析能力及化学实验能力．