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2.碘在科研與生活中有重要作用,某興趣小組用0.20mol•L-1KI、0.4%淀粉溶液、0,20mol•L-1K2S2O8、0.010mol•L-1Na2S2O3等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響.
已知:S2O82-+2I-=2SO42-+I2(慢)     I2+2S2O32-=2I-+S4O62- (快)
(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當溶液中的Na2S2O3耗盡后,溶液顏色將由無色變為藍色,為確保能觀察到藍色,S2O32-與S2O82-初始的物質的量需滿足的關系為:n(S2O82-):n(S2O32-)>1:2.
(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液,可能存在的不足是顯色時間太短,不易測量.
(3)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如表:
實驗
序號
試劑體積 V/mL顯色時間
t/s
K2S2O8溶液KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液
101004126.8
51054154.0
2.510V141108.2
10554153.8
57.57.54V2t1
表中V1=7.5 mL,理由是保證每次實驗溶液總體積相等; V2=1 mL,理由是保證淀粉溶液的用量相同.顯色時間t1大約是72s.
(4)根據表中數據可以得出的結論是反應速率與反應物濃度成正比關系(反應物濃度越大,反應速率越快).

分析 (1)慢反應中有I2生成,使溶液變藍色,而快反應中消耗I2,慢反應決定反應速率,慢反應中生成I2大于快反應中消耗的I2,可以觀察到溶液變藍色;
(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液,顯色時間會太短不易測量;
(3)實驗目的是探究反應物濃度對化學反應速率的影響,由表中①②③數據可知,KI溶液、Na2S2O3溶液用量相等,應是探究K2S2O8濃度對反應速率的影響,保持溶液總體積相等;②⑤中K2S2O8、Na2S2O3溶液用量相等,應是探究KI溶液濃度對反應速率的影響,保持其他條件一致;由①②實驗可知反應速率與反應物濃度成正比關系,與顯色時間成反比關系;
(4)由表中數據可知:反應物濃度越大,反應速率越快.

解答 解:(1)慢反應中有I2生成,使溶液變藍色,而快反應中消耗I2,慢反應決定反應速率,當溶液中的 S2O32-或Na2S2O3耗盡后,碘才能與淀粉作用顯示藍色,根據I2+2S2O32-═S4O62-+2I- (快)可知,1mol碘需2molS2O32-,根據方程式S2O82-+2I-═2SO42-+I2可知,生成1mol碘需為1molS2O82-,為確保能觀察到藍色,碘需有剩余,即n(S2O82-):n(S2O32-)>1:2,
故答案為:1:2;
(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液,反應S2O82-+2I-=2SO42-+I2產生的碘就會使淀粉顯藍色,時間太短不易測量,
故答案為:顯色時間太短,不易測量;
(3)實驗目的是探究反應物濃度對化學反應速率的影響,由表中數據可知,①②③KI溶液、Na2S2O3溶液用量相等,應是探究K2S2O8濃度對反應速率的影響,保持溶液總體積相等,溶液的總體積為25mL,即其他條件不變,只改變反應物K2S2O8濃度,從而才達到對照實驗目的,故V1=(25-2.5-10-4-1)mL=7.5mL;實驗②⑤中K2S2O8、Na2S2O3溶液用量相等,應是探究KI溶液濃度對反應速率的影響,淀粉的用量應保持一致,所以V2=1mL;由①②實驗可知反應速率與反應物濃度成正比關系,與顯色時間成反比關系,實驗②⑤中KI的濃度與顯色時間的關系式為:$\frac{10}{7.5}=\frac{{t}_{1}}{54}$,t1=72s,
故答案為:7.5;保證每次實驗溶液總體積相等;1;保證淀粉溶液的用量相同;72s;
(4)實驗①②③是其他條件一致,K2S2O8的濃度越大,反應速率越快(成正比關系),實驗①④、②⑤是其他條件一致,KI溶液的濃度越大,反應速率越快(成正比關系),由此可知:反應速率與反應物濃度成正比關系(反應物濃度越大,反應速率越快),
故答案為:反應速率與反應物濃度成正比關系(反應物濃度越大,反應速率越快).

點評 本題考查化學反應速率影響因素的實驗探究,側重于學生的分析能力和實驗能力的考查,為高頻考點,控制變量法是解題的關鍵,考查學生靈活運用化學知識的能力,難度中等.

練習冊系列答案
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請回答:
(1)寫出步驟Ⅰ反應的離子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O.
(2)試劑X是稀硫酸.溶液D是NaHCO3
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