Question

13．KI在經(jīng)酸化的溶液中被空氣氧化生成I₂．該反應(yīng)的速率受溫度、酸度、溶劑、試劑濃度等影響，可用淀粉與碘的顯色反應(yīng)來觀測該反應(yīng)的速率．已知，淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)靈敏度會(huì)降低，高于75℃則不能顯色；淀粉濃度越高顯色越靈敏、顏色也越深．
實(shí)驗(yàn)小組擬用0.8mol•L^-1 KI溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等來探究溫度、酸度對上述反應(yīng)速率的影響，他們做了A-C三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

編號	溫度/℃	H2SO4體積/mL	KI溶液體積/mL	H2O體積/mL	淀粉溶液 /mL	出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)間/s
A	40	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	沒出現(xiàn)藍(lán)色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

請回答以下問題：
（1）寫出該反應(yīng)的離子方程式4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）為確保A組實(shí)驗(yàn)在40℃下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)操作是將量出的各種溶液分別裝在試管中，再將試管全部放在同一水浴中加熱，用溫度計(jì)測量試管中溶液的溫度．
（3）B組實(shí)驗(yàn)中“沒出現(xiàn)藍(lán)色”，原因是溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色．
（4）請你為小組設(shè)計(jì)D組實(shí)驗(yàn)方案，填寫空格．以幫助小組完成探究目標(biāo)．
（5）按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你預(yù)測一個(gè)t值設(shè)計(jì)酸體積＜10mL時(shí)，t預(yù)測值要小于同溫對比值，設(shè)計(jì)酸體積＞10mL時(shí)，t預(yù)測值要大于同溫對比值，并寫出與你預(yù)測相對應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)論其他條件不變時(shí)，酸度越大反應(yīng)速率越快．

Answer 1

分析 （1）KI在經(jīng)酸化的溶液中被空氣氧化生成I₂，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式；
（2）確保A組實(shí)驗(yàn)在40℃下進(jìn)行，可以采用水浴加熱的方法；
（3）根據(jù)“淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)靈敏度會(huì)降低，高于75℃則不能顯色”進(jìn)行判斷；
（4）根據(jù)ABC探究的是溫度對反應(yīng)速率的影響可知，D應(yīng)該為探究酸度對反應(yīng)速率的影響，據(jù)此完成本題；
（5）酸溶液濃度越大，反應(yīng)速率越快，需要的時(shí)間越少，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并寫出結(jié)論．

解答 解：（1）KI在經(jīng)酸化的溶液中被空氣氧化生成I₂，氧氣化合價(jià)降低4價(jià)，碘離子化合價(jià)升高1價(jià)，則氧氣與碘離子的計(jì)量數(shù)之比為1：4，根據(jù)電荷守恒配平離子方程式為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O，
故答案為：4H⁺+4I^-+O₂=2I₂+2H₂O；
（2）為確保A組實(shí)驗(yàn)在40℃下進(jìn)行，應(yīng)采用的控溫操作方法為：將量出的各種溶液分別裝在試管中，再將試管全部放在同一水浴中加熱，用溫度計(jì)測量試管中溶液的溫度，
故答案為：將量出的各種溶液分別裝在試管中，再將試管全部放在同一水浴中加熱，用溫度計(jì)測量試管中溶液的溫度；
（3）淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)靈敏度會(huì)降低，高于75℃則不能顯色，所以B組實(shí)驗(yàn)中“沒出現(xiàn)藍(lán)色”，可能是溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色，
故答案為：溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色；
（4）A-C三組實(shí)驗(yàn)探究了溫度對反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度和酸度對反應(yīng)速率的影響，則D的目的是探究酸度對反應(yīng)速率的影響，所以溫度可以為40℃或5℃，硫酸體積可以為15mL，水、碘化鉀溶液的體積為5mL，淀粉溶液為1mL，
故答案為：

編號	溫度/℃	H2SO4體積/mL	KI溶液體積/mL	H2O體積/mL	淀粉溶液 /mL	出現(xiàn)藍(lán)色時(shí)間/s
A	40或5	15	5	5	1	t

； 
（5）當(dāng)酸溶液體積小于10mL時(shí)，反應(yīng)速率減小，當(dāng)水溶液體積減小時(shí)，反應(yīng)速率加快，即：酸體積＜10mL時(shí)，t預(yù)測值要小于同溫對比值；若酸體積＞10mL時(shí)，t預(yù)測值要大于同溫對比值，據(jù)此可以得出結(jié)論為：酸度越大反應(yīng)速率越快，
故答案為：設(shè)計(jì)酸體積＜10mL時(shí)，t預(yù)測值要小于同溫對比值，設(shè)計(jì)酸體積＞10mL時(shí)，t預(yù)測值要大于同溫對比值；其他條件不變時(shí)，酸度越大反應(yīng)速率越快．

點(diǎn)評 本題考查了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度中等，注意掌握探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，明確對照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>