Question

7．Ⅰ、已知 KI溶液在酸性條件下能與氧氣反應(yīng)． 現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)編號	①	②	③	④	⑤
溫度（℃）	30	40	50	60	70
顯色時間（s）	160	80	40	20	10

回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的離子方程式為4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O．
（2）該實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對反應(yīng)速率的影響．
（3）實(shí)驗(yàn)試劑除了1mol/L KI溶液、0.1mol/L H₂SO₄溶液外，還需要的試劑是淀粉溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為無色溶液變藍(lán)色．
（4）由上述實(shí)驗(yàn)記錄可得出的結(jié)論是每升高10℃，反應(yīng)速率增大約2倍
（5）若要進(jìn)行酸性對反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn)，你會采取的措施是保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用不同濃度的硫酸溶液進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)
Ⅱ、分別取40mL 0.50mol/L鹽酸與 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)．通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱．回答下列問題：
假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．實(shí)驗(yàn)時，還需測量的數(shù)據(jù)有ACE．
A．反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度          B．反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量
C．反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度      D．反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量
E．反應(yīng)后混合溶液的最高溫度      F．反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量
某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	氫氧化鈉	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱為△H=-51.8kJ/mol．
假定該學(xué)生的操作完全同上，實(shí)驗(yàn)中改用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比所求中和熱相等（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)類型離子方程式要遵循原子守恒、電荷守恒和得失電子數(shù)目相等書寫；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘Ψ磻?yīng)速率的影響；
（3）為測定顯色時間，產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，還需要的試劑是淀粉溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為無色溶液變藍(lán)色；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是每升高10℃，反應(yīng)速率增大約2倍；
（5）若要進(jìn)行酸性對反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn)，你會采取的措施是保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用不同濃度的硫酸溶液進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)；
Ⅱ、根據(jù)中和熱計(jì)算公式Q=cm△T中涉及的未知數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷；
先根據(jù)表中測定數(shù)據(jù)計(jì)算出混合液反應(yīng)前后的平均溫度差，再根據(jù)Q=cm△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，最后計(jì)算出中和熱；
反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并根據(jù)中和熱的概念和實(shí)質(zhì)來回答．

解答 解：Ⅰ、（1）碘離子被氧氣氧化生成單質(zhì)碘，氧氣在酸性條件下還原成水，該反應(yīng)的離子方程式為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
故答案為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄繙囟葘Ψ磻?yīng)速率的影響；
故答案為：探究溫度對反應(yīng)速率的影響；
（3）為測定顯色時間，產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，還需要的試劑是淀粉溶液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為無色溶液變藍(lán)色；
故答案為：淀粉溶液；無色溶液變藍(lán)色；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是每升高10℃，反應(yīng)速率增大約2倍；
故答案為：每升高10℃，反應(yīng)速率增大約2倍；
（5）若要進(jìn)行酸性對反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn)，你會采取的措施是保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用不同濃度的硫酸溶液進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)；
故答案為：保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用不同濃度的硫酸溶液進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)；
Ⅱ、由Q=cm△T可知，測定中和熱需要測定的數(shù)據(jù)為：A．反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度、C．反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度、E．反應(yīng)后混合溶液的最高溫度；
第1次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃，反應(yīng)后溫度為：23.2℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.15℃；
第2次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.1℃；
第3次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.05℃；
3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均有效，溫度差平均值為3.1℃，
40mL 0.50mol/L鹽酸與 40mL 0.50mol/LNaOH溶液的質(zhì)量和m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.02mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×80g×3.1℃=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出熱量為：1.036kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.036kJ×$\frac{1mol}{0.02mol}$=-51.8kJ/mol，即該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol；
反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，改用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，生成水的量增加，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關(guān)，所以改用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，測得中和熱數(shù)值相等；
故答案為：ACE；-51.8kJ/mol；相等．

點(diǎn)評 本題題以KI溶液在酸性條件下與氧氣的反應(yīng)為載體，提高實(shí)驗(yàn)探究溫度等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，反應(yīng)熱測定與計(jì)算，注意理解中和熱測定原理以及測定反應(yīng)熱的誤差等問題，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．