Question

已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應(yīng)發(fā)生．若再加入雙氧水，將發(fā)生反應(yīng)：H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂，且生成的I₂立即與試劑X反應(yīng)而被消耗．一段時(shí)間后，試劑X將被反應(yīng)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(lán)．因此，根據(jù)試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍(lán)所需的時(shí)間，即可推算反應(yīng)H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂的反應(yīng)速率．
下表為某同學(xué)依據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)記錄（各實(shí)驗(yàn)均在室溫條件下進(jìn)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(lán)時(shí)間（min）
	0.1 mol?L-1 KI溶液	H2O	0.01 mol?L-1 X 溶液	0.1 mol?L-1 雙氧水	1 mol?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(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率的影響．實(shí)驗(yàn)2中m=

 

，n=

 

．
（2）已知，I₂與X反應(yīng)時(shí)，兩者物質(zhì)的量之比為1：2．實(shí)驗(yàn)3從開始至反應(yīng)進(jìn)行到2.8min時(shí)，此段時(shí)間內(nèi)H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率v（I^-）=

 

．
（3）一定溫度下，H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率可以表示為v=k?c^a（H₂O₂）?c^b （I^-）?c（H⁺）（k為常數(shù)），則：
①實(shí)驗(yàn)4時(shí)，燒杯中溶液開始變藍(lán)的時(shí)間t=

 

．
②根據(jù)上表數(shù)據(jù)可知，a、b的值依次為

 

和

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)5表明：硫酸鐵能提高反應(yīng)速率．
①催化劑能加快反應(yīng)速率是因?yàn)榇呋瘎?div id="ux6fzou" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（填“提高”或“降低”）了反應(yīng)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）
（5）若要探究溫度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率的影響，為了避免溫度過高導(dǎo)致雙氧水大量分解，應(yīng)該采取的加熱方式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：化學(xué)反應(yīng)速率專題

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率的影響判斷m、n；
（2）先計(jì)算v（x）速率，再根據(jù)速率之間關(guān)系得出v（I^-）速率；
（3）從表中數(shù)據(jù)分析反應(yīng)速率和各反應(yīng)物濃度間的關(guān)系；
（4）催化劑能改變反應(yīng)速率的原因是降低了反應(yīng)的活化能，改變了反應(yīng)途徑；
（5）水浴加熱可更好的控制溫度．

解答： 解：（1）由于實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應(yīng)速率的影響，
所以除了雙氧水的濃度不同外，氣體其它條件完全相同，所以m=20.0，n=20.0，
故答案為：20.0；20.0；
（2））v（X）=

0.01mol/L×0.01L

0.08L×2.8min

=4.5×10^-4mol/（L?min）
2I-→I₂  1molI₂消耗2molX
所以v（I^-）=v（X）=4.5×10^-4mol/（L?min）；
故答案為：4.5×10^-4mol/（L?min）；
（3）①分析實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)4中反應(yīng)物相對于實(shí)驗(yàn)2只有氫離子濃度增大一倍，
根據(jù)v=k?c^a（H₂O₂）?c^b （I^-）?c（H⁺）可知，反應(yīng)速率增大一倍，故反應(yīng)時(shí)間減半，所以變藍(lán)時(shí)間為1.4min；
故答案為：1.4min；
②分析實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，只有過氧化氫濃度改變，過氧化氫濃度加倍，則反應(yīng)時(shí)間減半，
所以反應(yīng)速率和過氧化氫濃度成正比，故 a=1；
分析實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3，只有碘化鉀濃度改變，碘化鉀濃度加倍，則反應(yīng)時(shí)間減半，
所以反應(yīng)速率和碘化鉀濃度成正比，故 b=1；
故答案為：1，1；
（4）催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率是降低了反應(yīng)的活化能，改變了反應(yīng)途徑．
Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程可認(rèn)為首先鐵離子氧化碘離子為單質(zhì)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(yīng)方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：①降低 ②2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）水浴加熱可更好的控制溫度，故答案為：水浴加熱．

點(diǎn)評：本題探究濃度、催化劑對反應(yīng)速率的影響，在探究外界條件對反應(yīng)速率的影響時(shí)，一般都保持一個(gè)變量，其他條件不變．