Question

7．Ⅰ、已知 KI溶液在酸性条件下能与氧气反应． 现有以下实验记录：

实验编号	①	②	③	④	⑤
温度（℃）	30	40	50	60	70
显色时间（s）	160	80	40	20	10

回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O．
（2）该实验的目的是探究温度对反应速率的影响．
（3）实验试剂除了1mol/L KI溶液、0.1mol/L H₂SO₄溶液外，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变蓝色．
（4）由上述实验记录可得出的结论是每升高10℃，反应速率增大约2倍
（5）若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验
Ⅱ、分别取40mL 0.50mol/L盐酸与 0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题：
假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．实验时，还需测量的数据有ACE．
A．反应前盐酸溶液的温度          B．反应前盐酸溶液的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度      D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度      F．反应后混合溶液的质量
某学生实验记录数据如表：

实验序号	起始温度t1/℃		终止温度t2/℃
	盐酸	氢氧化钠	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热为△H=-51.8kJ/mol．
假定该学生的操作完全同上，实验中改用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比所求中和热相等（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根据氧化还原反应类型离子方程式要遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子数目相等书写；
（2）根据表中数据分析，该实验目的是探究温度对反应速率的影响；
（3）为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变蓝色；
（4）分析实验数据可得出的结论是每升高10℃，反应速率增大约2倍；
（5）若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验；
Ⅱ、根据中和热计算公式Q=cm△T中涉及的未知数据进行判断；
先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差，再根据Q=cm△T计算出反应放出的热量，最后计算出中和热；
反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答．

解答 解：Ⅰ、（1）碘离子被氧气氧化生成单质碘，氧气在酸性条件下还原成水，该反应的离子方程式为：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
故答案为：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）根据表中数据分析，该实验目的是探究温度对反应速率的影响；
故答案为：探究温度对反应速率的影响；
（3）为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液，实验现象为无色溶液变蓝色；
故答案为：淀粉溶液；无色溶液变蓝色；
（4）分析实验数据可得出的结论是每升高10℃，反应速率增大约2倍；
故答案为：每升高10℃，反应速率增大约2倍；
（5）若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验，你会采取的措施是保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验；
故答案为：保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验；
Ⅱ、由Q=cm△T可知，测定中和热需要测定的数据为：A．反应前盐酸溶液的温度、C．反应前氢氧化钠溶液的温度、E．反应后混合溶液的最高温度；
第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为：23.2℃，反应前后温度差为：3.15℃；
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，反应前后温度差为：3.1℃；
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃，反应前后温度差为：3.05℃；
3次实验数据均有效，温度差平均值为3.1℃，
40mL 0.50mol/L盐酸与 40mL 0.50mol/LNaOH溶液的质量和m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.02mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×80g×3.1℃=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出热量为：1.036kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.036kJ×$\frac{1mol}{0.02mol}$=-51.8kJ/mol，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol；
反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以改用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，测得中和热数值相等；
故答案为：ACE；-51.8kJ/mol；相等．

点评 本题题以KI溶液在酸性条件下与氧气的反应为载体，提高实验探究温度等外界条件对化学反应速率的影响规律，反应热测定与计算，注意理解中和热测定原理以及测定反应热的误差等问题，试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力．