题目内容

【题目】实验小组同学探究稀H2SO4对溶液中的I—被O2 氧化的影响因素。

(1)为了探究c(H+)对反应速率的影响,进行实验:

10mL 1mol· L-1 KI溶液5滴淀粉溶液

序号

加入试剂

变色时间

Ⅰ

10mL蒸馏水

长时间放置,未见明显变化

Ⅱ

10mL 0.1mol· L-1H2SO4溶液

放置3min后,溶液变蓝

Ⅲ

10mL 0.2mol· L-1H2SO4溶液

放置1min后,溶液变蓝

Ⅳ

10mL 0.1mol· L-1K2SO4溶液

长时间放置,未见明显变化

① 写出实验Ⅱ发生反应的离子方程式 ______。

② 实验Ⅰ~Ⅲ所得结论:_______。

③ 增大实验Ⅱ反应速率还可以采取的措施 ______。

④ 实验Ⅳ的作用是______。

(2)为探究c(H+)除了对反应速率影响外,是否还有其他影响,提出假设:

ⅰ. 增大c(H+),增强O2的氧化性;

ⅱ. 增大c(H+),_______。

小组同学利用下图装置设计实验方案,对假设进行验证。

序号

溶液a

溶液b

现象

Ⅴ

10mL 1mol· L-1 KI溶液

10mL H2O

10mL 0.1mol·L-1K2SO4溶液

10mLH2O

指针未见偏转

Ⅵ

10mL 1mol· L-1 KI溶液

10mL H2O

10mL 0.1mol·L-1K2SO4溶液

1mL 0.2mol·L-1H2SO4溶液

9mL H2O

指针

偏转

Ⅶ

X

10mL 0.1mol·L-1K2SO4溶液

10mL 0.2mol·L-1H2SO4溶液

Y

Ⅷ

Z

10mL 0.1mol·L-1K2SO4溶液

10mLH2O

指针未见偏转

通过实验证实假设ⅰ合理,将表中空白处的试剂或现象补充完整。

X __________;Y _________;Z __________。

【答案】4H++ 4I-+O2 ==2I2+2H2O 其他条件相同时,增大c(H+)使I-被O2氧化的速率加快 升高温度或通入O2 对照实验,证明SO42-对该反应的化学反应速率没有影响 增强I-的还原性 10mL 1mol· L-1 KI溶液、10mL H2O 指针偏转大于Ⅵ 10mL 1mol· L-1 KI溶液、2mL 0.2mol·L-1H2SO4溶液、8mL H2O

【解析】

本题主要考察实验探究,注意“单一变量”原则。

(1)①题中已告知I-被O2氧化,所以离子方程式为4I-+O2+4H+=2I2+2H2O;

②这三组实验中,变量是H+的浓度,结果是溶液变蓝的速度,反映出H+的浓度对I-被O2氧化的速率;

③对于非气相反应而言,加快反应速率的措施还有加热,增加其他反应物的浓度,或者加入催化剂(在本实验中,反应速率较快,为了更好的观察实验结果,可不使用催化剂);

④实验IV的作用是对照作用,排除SO42-对实验结果的影响;

(2)ii,对照i的说法为增大c(H+),增强I-的还原性;

对比实验V、VI、VII,三组实验的溶液b在变化,根据单一变量原则,溶液a是不应该有变动的,所以X应为10mL 1mol· L-1 KI溶液、10mL H2O,由于实验VII的溶液b中H+浓度比实验VI的大,反应速率会加快,这意味着单位时间内转移的电子数量会增多,指针会出现偏转,且比实验VI的大;经过对比,实验V和VIII的溶液b相同,则两个实验的溶液a应该有所不同,实验探究的是H+的影响,实验V的a溶液中没有H+,则实验VIII的a溶液中应该有H+,故Z为10mL 1mol· L-1 KI溶液、2mL 0.2mol·L-1H2SO4溶液、8mL H2O。

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