Question

某化學(xué)小組同學(xué)向一定量加入少量淀粉的NaHSO₃溶液中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色．
（1）查閱資料知NaHSO₃與過量KIO₃反應(yīng)分為以下兩步進行，第一步為IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H⁺，則第二步反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）通過測定溶液變藍所用時間來探究濃度和溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響．調(diào)節(jié)反應(yīng)物濃度和溫度進行對比實驗，記錄如下：

編號	0.01mol/L NaHSO3溶液/mL	0.01mol/L KIO3溶液/mL	H2O/mL	反應(yīng)溫度/℃	溶液變藍的時間t/s
①	6	10	4	15	t1
②	a	14	0	15	t2
③	6	b	c	25	t3

實驗①②是探究

 

對反應(yīng)速率的影響，表中a=

 

；實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，則表中b=

 

，c=

 

（3）改變反應(yīng)溫度，重復(fù)實驗③，得到溶液變藍所需時間（t）與溫度（T）的關(guān)系如圖所示（超過50℃后溶液不會再變藍）A、B、C三點中，反應(yīng)速率最快的是

 

．
（4）將NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合（預(yù)先加入可溶性淀粉為指示劑），用速率檢測儀檢測出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大，一段時間后反應(yīng)速率又逐漸減�。�課題組對起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的原因提出如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：
假設(shè)一：反應(yīng)生成的SO₄^2-對反應(yīng)起催化作用，SO₄^2-濃度越大反應(yīng)速率越快；
假設(shè)二：

 

；
假設(shè)三：

 

；
（5）請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容（反應(yīng)速率可用測速儀測定）

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實驗現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

考點：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）NaHSO₃溶液中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色，說明產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，由于有第一步反應(yīng)IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)表格，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，其它條件都一樣，所以實驗①②是探究濃度對反應(yīng)速率的影響，而此時a應(yīng)當(dāng)?shù)扔?，；實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等，所以b=10，c=4，據(jù)此答題；
（3）根據(jù)圖象可知，在B點達到出現(xiàn)藍色所需要的時間最短，所以反應(yīng)速率最快，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)影響反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等，以此加以假設(shè)；
（5）通過對比實驗進行驗證．

解答： 解：（1）NaHSO₃溶液中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色，說明產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，由于有第一步反應(yīng)IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根據(jù)表格，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，其它條件都一樣，所以實驗①②是探究濃度對反應(yīng)速率的影響，而此時a應(yīng)當(dāng)?shù)扔?，；實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等，所以b=10，c=4，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；6；10；4；
（3）根據(jù)圖象可知，在B點達到出現(xiàn)藍色所需要的時間最短，所以反應(yīng)速率最快，故答案為：B；
（4）根據(jù)影響反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等加以假設(shè)，而在本實驗中可能的原因為反應(yīng)生成的I^-對反應(yīng)起催化作用，I^-濃度越大反應(yīng)速率越快或者反應(yīng)生成的H⁺對反應(yīng)起催化作用，H⁺濃度越大反應(yīng)速率越快或者是反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進行，溫度升高，反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)生成的I^-對反應(yīng)起催化作用，I^-濃度越大反應(yīng)速率越快；反應(yīng)生成的H⁺對反應(yīng)起催化作用，H⁺濃度越大反應(yīng)速率越快；
（5）通過對比實驗進行驗證，具體步驟為在燒杯甲中將一定量的NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合，用速率檢測儀測定其起始時的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應(yīng)，用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙），若v（甲）=v（乙），則假設(shè)一不成立，若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立，
故答案為：在燒杯甲中將一定量的NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合，用速率檢測儀測定其起始時的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應(yīng)，用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙）；若v（甲）=v（乙），則假設(shè)一不成立；若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立．

點評：本題主要考查濃度、催化劑對反應(yīng)速率的影響，對學(xué)生的分析能力和邏輯推理能力有一定的要求，中等難度．