Question

7．碘在科研與生活中有重要應(yīng)用．某興趣小組用0.50mol•L^-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol•L^-1K₂S₂O₈、0.10mol•L^-1Na₂S₂O₃等試劑，探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
已知：S₂O^2-₈+2I^-═2SO^2-₄+I₂（慢）
I₂+2S₂O^2-₃═2I^-+S4O^2-₆（快）
（1）為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計的實驗方案如下表：

實驗序號	體積V/mL
	K2S2O8溶液	水	KI溶液	Na2S2O3溶液	淀粉溶液
①	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
②	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
③	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中V_x=2mL，理由是理由是保證反應(yīng)物K₂S₂O₈濃度改變，而其他的不變，才到達(dá)實驗?zāi)康模?br />（2）已知某條件下，濃度c（S₂O^2-₈）～反應(yīng)時間t的變化曲線如圖，若保持其他條件不變，請在答題卡坐標(biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時c（S₂O^2-₈）～t的變化曲線示意圖（進行相應(yīng)的標(biāo)注）．
（3）向KI、Na₂S₂O₃與淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，當(dāng)溶液中的S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色，為確保能觀察到藍(lán)色，S₂O^2-₃與S₂O^2-₈初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為：n（S₂O^2-₃）：n（S₂O^2-₈）＜2：1．
（4）碘也可用作心臟起搏器電源--鋰碘電池的材料．
該電池反應(yīng)為：2Li（s）+I₂（s）═2LiI（s）△H
已知：
4Li（s）+O₂（g）═2Li₂O（s）△H₁
4LiI（s）+O₂（g）═2I₂ （s）+2Li₂O（s）△H₂
則電池反應(yīng)的△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；碘電極作為該電池的正極．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗1、2、3的異同點解答；
（2）根據(jù)降低溫度和使用催化劑對反應(yīng)速率的影響解答；
（3）慢反應(yīng)中有I₂生成，使溶液變藍(lán)色，而快反應(yīng)中消耗I₂，慢反應(yīng)決定反應(yīng)速率，慢反應(yīng)中生成I₂大于快反應(yīng)中消耗的I₂，可以觀察到溶液變藍(lán)色；
（4）將第一個方程式與第二個方程式相減再除以2，焓變進行相應(yīng)改變，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：（1）對照實驗1和2發(fā)現(xiàn)，實驗2取的0.20mol•L^-1K₂S₂O₈溶液的體積9mL，比實驗1少了1mL，說明取的K₂S₂O₈物質(zhì)的量少，加水1mL，保證了溶液的體積不變，所以在其它條件不變的情況下，探究的是該反應(yīng)速率與K₂S₂O₈濃度的關(guān)系，同樣原理對照實驗1和3，為保證溶液的體積相同，須加2mL水，
故答案為：2；理由是保證反應(yīng)物K₂S₂O₈濃度改變，而其他的不變，才到達(dá)實驗?zāi)康模?br />（2）保持其它條件不變，降低溫度，反應(yīng)速率降低，到達(dá)液顏色將由無色變成為藍(lán)色的時間變長，而使用催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，所以到達(dá)液顏色將由無色變成為藍(lán)色的時間變短，
故答案為：；
（3）慢反應(yīng)中有I₂生成，使溶液變藍(lán)色，而快反應(yīng)中消耗I₂，慢反應(yīng)決定反應(yīng)速率，當(dāng)溶液中的 S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗盡后，碘才能與淀粉作用顯示藍(lán)色；
根據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^- （快）可知，1mol碘需2molS₂O₃^2-，根據(jù)方程式S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂可知，生成1mol碘需為1molS₂O₈^2-，為確保能觀察到藍(lán)色，碘需有剩余，即n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2：1，
故答案為：S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃；＜2：1；
（4）①4Li（s）+O₂ （g）=2Li₂O（s）△H₁
②4LiI（s）+O₂ （g）=2I₂ （s）+2Li₂O（s）△H₂
將方程式$\frac{①-②}{2}$得2Li（s）+I₂ （s）=2LiI（s），△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；該反應(yīng)中碘得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以碘是在正極上發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；正極．

點評 本題考查了實驗探究，注意探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)影響時，只能改變一個條件，其它條件必須相同，否則不能得出正確結(jié)論，注意對實驗現(xiàn)象的分析，化學(xué)反應(yīng)速率與圖象的關(guān)系，蓋斯定律的應(yīng)用，本題綜合性較強．