Question

18．碘在科研與生活中有重要作用，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，探究反應條件對化學反應速率的影響．
已知：S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂（慢）     
I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2- （快）
（1）向KI、Na₂S₂O₃與淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，當溶液中的S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S₂O₃^2-與S₂O₈^2-初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為：n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2：1．
（2）為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設(shè)計的實驗方案如表：

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=2.0mL，理由是保證溶液總體積不變，即其他條件不變，只改變反應物K₂S₂O₈濃度，從而才達到對照實驗目的．
（3）已知某條件下，濃度c（S₂O₈^2-）～反應時間t的變化曲線如圖，若保持其它條件不變，請在答題卡坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c（S₂O₈^2-）～反應時間t的變化曲線示意圖（進行相應的標注）．

Answer 1

分析 （1）慢反應中有I₂生成，使溶液變藍色，而快反應中消耗I₂，慢反應決定反應速率，慢反應中生成I₂大于快反應中消耗的I₂，可以觀察到溶液變藍色；
（2）實驗目的是探究反應物濃度對化學反應速率的影響，由表中數(shù)據(jù)可知，KI溶液、Na₂S₂O₃溶液用量相等，應是探究K₂S₂O₈濃度對反應速率的影響，保持溶液總體積相等；
（3）保持其它條件不變，降低溫度，反應速率降低，到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變長，而使用催化劑，能加快化學反應速率，所以到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變短．

解答 解：（1）慢反應中有I₂生成，使溶液變藍色，而快反應中消耗I₂，慢反應決定反應速率，當溶液中的 S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗盡后，碘才能與淀粉作用顯示藍色；
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；
（2）實驗目的是探究反應物濃度對化學反應速率的影響，由表中數(shù)據(jù)可知，KI溶液、Na₂S₂O₃溶液用量相等，應是探究K₂S₂O₈濃度對反應速率的影響，保持溶液總體積相等，即其他條件不變，只改變反應物K₂S₂O₈濃度，從而才達到對照實驗目的，故V_x=10.0mL-8.0mL=2.0mL，
故答案為：2.0；保證溶液總體積不變，即其他條件不變，只改變反應物K₂S₂O₈濃度，從而才達到對照實驗目的；
（3）保持其它條件不變，降低溫度，反應速率降低，到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變長，而使用催化劑，能加快化學反應速率，所以到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變短，降低反應溫度和加入催化劑時c（S₂O₈^2-）～反應時間t的變化曲線示意圖為：，
故答案為：．

點評 本題考查反應速率影響因素的探究實驗、化學計算等，（2）中注意利用控制變量法分析解答，難度中等．