Question

12．某興趣小組欲利用下列裝置如圖1探究A反應中Cl₂的產生速率．

（1）完善A中反應：2KMnO₄+16HCl═2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O
A、B、C裝置的接口連接順序為：①→②→③→⑤→④（填數字序號）．
（2）當黃綠色氣體緩慢進入C時，一段時間后C中溶液才變藍．C中溶液變藍前發生反應的離子方程式為Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺；少量淀粉KI溶液的作用是．
（3）若實驗測得速率值偏小，小組同學作如下實驗改進和反思，請幫助完成．
I用D裝置代替C裝置，目的是；
Ⅱ導致測得值偏小的原因可能還有：
①Cl₂擴散需要一段時間②C中亞硫酸鈉溶液濃度偏小，氣體吸收速率小于A中氣體生成速率（任答一點）．
（4）進一步探究：僅將A裝置做如右圖2改變．則此改進欲探究的是濃度對反應速率的影響．

Answer 1

分析 （1）依據氧化還原反應中得失電子守恒以及元素守恒配平即可；BC裝置分別為洗氣和驗證，故應“長進短出”，據此連接裝置；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，氯氣具有氧化性，能氧化亞硫酸根生成硫酸根，碘遇淀粉變藍；據此解答即可；
（3）I．D裝置與C裝置的不同點在于D中加了一個多孔球泡，據此多孔氣泡用途回答；
II．若氣體吸收速率過慢，可以導致氯氣的損失，亞硫酸鈉的濃度太小，也可以導致氣體吸收不完全，據此解答即可；
（4）將A裝置做如圖2改變，從圖中得出改變的是HCl的濃度，據此解答即可．

解答 解：（1）KMnO₄中Mn由+5價降低到MnCl₂中的+2價，故發生還原反應，化合價變化為5，HCl中Cl從-1價升高到0價，故化合價變化為1，故氯氣前系數為5，氯化錳為2，據此依據質量守恒定律得出：2KMnO₄+16HC1═2MnCl₂+5Cl₂↑+2KCl+8H₂O，B為除去氯氣中HCl雜質氣體，故應從②進入，C為驗證氣體裝置，故應從⑤進入，
故答案為：2；16；2；5；2；8H₂O；②；③；⑤；④；
（2）亞硫酸鈉具有還原性，氯氣具有氧化性，能氧化亞硫酸根生成硫酸根，在溶液中本身被還原生成氯離子，離子反應方程式為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺，若溶液中存有亞硫酸根，就不會有碘單質生成，即此時淀粉KI試紙不變藍，只有亞硫酸根完全反應，通入的氯氣置換出KI中的碘生成碘碘單質，此時溶液變藍，故淀粉KI為指示劑，
故答案為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+2H⁺；指示劑；
（3）I．D裝置與C裝置的不同點在于D中加了一個多孔球泡，利用多孔球泡可以將氣體分散為小氣泡，增大氣體與溶液的接觸面積，加快吸收速率，減少Cl₂逸出，
故答案為：利用多孔球泡將氣體分散為小氣泡，增大氣體與溶液的接觸面積，加快吸收速率，減少Cl₂逸出；
II．若氣體吸收速率過慢，可以導致氯氣的損失，亞硫酸鈉的濃度太小，也可以導致氣體吸收不完全，
故答案為：C中亞硫酸鈉溶液濃度偏小，氣體吸收速率小于A中氣體生成速率；
（4）觀察圖可知：圖2中把A中2.0mol/L的HCl換成了1.0mol/L的HCl，故此改進要探究的是難度對反應速率的影響，
答案為：濃度對反應速率的影響．

點評 本題主要考查的是化學反應速率的影響因素探究，題目難度中等，涉及氧化還原反應配平、氣體制取裝置連接、化學反應速率的影響等知識，注意掌握常見氣體的制備方法，明確影響化學反應速率的因素，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．