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(guò)量的KIO₃溶液，一段時(shí)間后，溶液突然變藍(lán)色．
（1）查閱資料知NaHSO₃與過(guò)量KIO₃反應(yīng)分為以下兩步進(jìn)行，第一步為IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H⁺+I^-，則第二步反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）通過(guò)測(cè)定溶液變藍(lán)所用時(shí)間探究濃度和溫度對(duì)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(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反應(yīng)溫度/℃	溶液變藍(lán)的時(shí)間t/s
①	15	20	10	15	t1
②	a	30	0	15	t2
③	15	b	c	30	t3

實(shí)驗(yàn)①②是探究

 

對(duì)反應(yīng)速率的影響，表中a=

 

；實(shí)驗(yàn)①③是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則表中b=

 

，c=

 

（3）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(cè)儀檢測(cè)出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大，一段時(shí)間后反應(yīng)速率又逐漸減�。�課題組對(duì)起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的原因提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)三：
假設(shè)一：反應(yīng)生成的SO₄^2-對(duì)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：反應(yīng)生成的H⁺對(duì)反應(yīng)起催化作用，H⁺濃度越大反應(yīng)速率越快；
假設(shè)三：

 

；
…
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容（反應(yīng)速率可用測(cè)速儀測(cè)定）

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫(xiě)出具體操作過(guò)程）	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

考點(diǎn)：探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專(zhuān)題：

分析：（1）NaHSO₃溶液中加入稍過(guò)量的KIO₃溶液，一段時(shí)間后，溶液突然變藍(lán)色，說(shuō)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(guò)量，所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根據(jù)表格，三個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液的體積均應(yīng)為45mL，據(jù)此推斷a的值；實(shí)驗(yàn)①③是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，所以此時(shí)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等；
（3）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)；
（4）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．

解答： 解：（1）NaHSO₃溶液中加入稍過(guò)量的KIO₃溶液，一段時(shí)間后，溶液突然變藍(lán)色，說(shuō)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(guò)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，可知溶液的體積均應(yīng)為45mL，故a=15mL；實(shí)驗(yàn)①③是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，所以此時(shí)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等，所以b=20，c=10，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；15；20；10；
（3）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(shí)驗(yàn)中可能的原因?yàn)榉磻?yīng)生成的I^-對(duì)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(duì)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(jìn)行，溫度升高，反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)生成的I^-對(duì)反應(yīng)起催化作用，I^-濃度越大反應(yīng)速率越快；
（4）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)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(cè)儀測(cè)定其起始時(shí)的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na₂SO₄粉末或K₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進(jìn)行同一反應(yīng)，用速率檢測(cè)儀測(cè)定其起始階段相同時(shí)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：

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫(xiě)出具體操作過(guò)程）	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過(guò)量KIO3溶液混合，用測(cè)速儀測(cè)定其起始時(shí)的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中進(jìn)行同一反應(yīng)（不同的是乙燒杯中預(yù)先加入少量Na2SO4或K2SO4粉末，其他反應(yīng)條件均完全相同），測(cè)定其起始階段的相同時(shí)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(diǎn)評(píng)：本題主要考查濃度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，對(duì)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．