Question

10．已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發(fā)生．若再加入雙氧水，將發(fā)生反應：H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂，且生成的I₂立即與試劑X反應而被消耗．一段時間后，試劑X將被反應生成的I₂完全消耗．由于溶液中的I^-繼續(xù)被H₂O₂氧化，生成的I₂與淀粉作用，溶液立即變藍．因此，根據試劑X的量．滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算反應H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂的反應速率．
如表為某同學依據上述原理設計的實驗及實驗記錄（各實驗均在室溫條件下進行）：

編 號	往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）					催化劑	溶液開始變藍時間（min）
	0.1mol•L-1KI溶液	0.1mol•L-1H2O	X 0.1mol•L-1溶液	0.1mol•L-1雙氧水	0.1mol•L-1稀鹽酸
1	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	無	1.4
2	20.0	m	10.0	10.0	n	無	2.8
3	10.0	20.0	10.0	20.0	20.0	無	2.8
4	20.0	0	10.0	10.0	40.0	無	t
5	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	5滴Fe2（SO4）3	0.6

回答下列問題：
（1）已知：實驗1.2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響．實驗2中m=20.0，n=20.0
（2）一定溫度下，H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率可以表示為v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）（k為常數），則：
①實驗4時，燒杯中溶液開始變藍的時間t=1.4min．
②根據上表數據可知，a．b的值依次為1和1．
（3）實驗5表明：硫酸鐵能提高反應速率．
①催化劑能加快反應速率是因為催化劑降低（填“提高”或“降低”）了反應活化能．
②試用離子方程式表示Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程．（不必配平）

Answer 1

分析 （1）根據實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對反應速率的影響，除了雙氧水的濃度不同外，其它條件完全相同，由此判斷m、n；
（2）①分析實驗2和實驗4數據可知，實驗4中反應物相對于實驗2只有氫離子濃度增大一倍，根據v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）分析；
②分析實驗1和實驗2，只有過氧化氫濃度改變，根據v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺），對比所用時間得出a的值；同理分析實驗1和實驗3，得出b和值；
（3）①催化劑能改變反應速率的原因是降低了反應的活化能，改變了反應途徑；
②Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程可認為首先鐵離子氧化碘離子為單質碘，
本身被還原為亞鐵離子，過氧化氫再把亞鐵離子氧化成鐵離子．

解答 解：（1）由于實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響，所以除了雙氧水的濃度不同外，其它條件完全相同，通過控制溶液總體積不變，只改變所加水的體積來實現，所以n=20.0，m=20.0，
故答案為：20.0；20.0；
（2）①分析實驗2和實驗4數據可知，實驗4中反應物相對于實驗2只有氫離子濃度增大一倍，根據v=k•c^a（H₂O₂）•c^b （I^-）•c（H⁺）可知，反應速率增大一倍，故反應時間減半，所以變藍時間為1.4min；
故答案為：1.4min；
②分析實驗1和實驗2，只有過氧化氫濃度改變，過氧化氫濃度加倍，則反應時間減半，所以反應速率和過氧化氫濃度成正比，故 a=1；分析實驗1和實驗3，只有碘化鉀濃度改變，碘化鉀濃度加倍，則反應時間減半，所以反應速率和碘化鉀濃度成正比，故 b=1；
故答案為：1，1；
（3）①催化劑加快化學反應速率是降低了反應的活化能，改變了反應途徑，
故答案為：降低；
②Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程可認為首先鐵離子氧化碘離子為單質碘，本身被還原為亞鐵離子，過氧化氫再把亞鐵離子氧化成鐵離子，
反應方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．

點評 本題探究濃度、催化劑對反應速率的影響，在探究外界條件對反應速率的影響時，一般都保持一個變量，其他條件不變，解題時要注意對題中的信息時行加工處理，題目難度中等．