Question

19．某學�；瘜W興趣小組以在不同的溫度下淀粉遇碘變藍色的快慢為背景來研究溫度對化學反應速率影響．具體研究過程：
1、反應原理：NaHSO₃首先和KIO₃反應先產生碘離子，NaHSO₃消耗完碘離子再和過量的KIO₃溶液反應生成I₂．在實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)當NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，即淀粉變藍．請寫出此反應過程的離子方程式：3HSO₃^-+IO₃^-=I^-+SO₄^2-+3H⁺、IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
2、探究溫度對化學反應速率的影響：
已知NaHSO₃溶液在不同溫度下均可被過量KIO₃氧化，根據(jù)I₂析出所需時間可以求得NaHSO₃的反應速率．實驗如下：將濃度均為0.020mol•L^-1NaHSO₃（含少量淀粉）10.0mL、KIO₃（過量）酸性溶液40.0mL混合，記錄10～55℃間溶液變藍時間，55℃時未觀察到溶液變藍，實驗結果如圖所示．據(jù)圖分析討論：
（1）興趣小組對于55℃時未觀察到溶液變藍原因進行了猜測：
假設一：此溫度下，亞硫酸氫鈉分解；
假設二：沒有生成單質碘；
假設三：淀粉變質；
…
（2）由圖分析：溫度的變化與溶液變藍時間的關系是：40℃以前，溫度越高，反應速率越快，40℃后溫度越高，變色時間越長，反應速率越慢．
（3）圖中b、c兩點對應的NaHSO₃反應速率為v_（b）小于v_（c）（填大于、小于或等于）．
（4）圖中a點對應的NaHSO₃反應平均速率為5.0×10^-5mol•L^-1•s^-1．
（5）根據(jù)圖象分析，你認為淀粉能否作為檢驗碘單質的試劑？簡述理由：溫度高于40℃時，淀粉易糊化，不宜在高于40℃的條件下作指示劑．．

Answer 1

分析 1、首先NaHSO₃被氧化為SO₄^2-，同時KIO₃被還原為碘離子，其次過量的KIO₃和碘離子發(fā)生歸中反應生成單質碘，根據(jù)電子得失守恒以及質量守恒判斷；
2、（1）55℃時未觀察到溶液變藍還可能是沒有單質碘，或者淀粉變質來分析；
（2）由圖象可知，40℃之前溫度越高溶液變藍所需要的時間越短；40℃之后溫度越高溶液變藍所需要的時間越長，其變化趨勢相反；
（3）b、c點對應的溫度不同；
（3）根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$來解答；
（4）溫度高于40℃時，淀粉易糊化；

解答 解：1、NaHSO₃被氧化為SO₄^2-，同時KIO₃被還原為碘離子，其反應的離子方程式為：3HSO₃^-+IO₃^-=I^-+SO₄^2-+3H⁺；過量的KIO₃和碘離子發(fā)生歸中反應生成單質碘，其反應的離子方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
故答案為：5HSO₃^-+2IO₃^-=I₂+5SO₄^2-+3H⁺+H₂O；IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
2、（1）55℃時未觀察到溶液變藍還可能是沒有單質碘，或者淀粉變質；
故答案為：沒有生成單質碘；淀粉變質；
（2）從圖象中可以看出，40℃以前，溫度越高，反應速率越快，40℃后溫度越高，變色時間越長，反應速率越慢，其變化趨勢相反；
故答案為：40℃以前，溫度越高，反應速率越快，40℃后溫度越高，變色時間越長，反應速率越慢，其變化趨勢相反；
（3）由圖中b、c反應時間相同、溫度不同可知，溫度高反應速率快，故反應速率不同；
故答案為：小于；
（4）a點時間為80s，濃度變化量為$\frac{0.02mol/L×0.01L}{0.05L}$=0.004mol/L，a點對應的NaHSO₃反應速率為V=$\frac{0.004mol/L}{80s}$=5.0×10^-5mol•L^-1•s^-1；
故答案為：5.0×10^-5mol•L^-1•s^-1；
（5）溫度高于40℃時，淀粉易糊化，故淀粉不宜在高于40℃的條件下作指示劑；
故答案為：溫度高于40℃時，淀粉易糊化，不宜在高于40℃的條件下作指示劑．

點評 本題考查化學反應速率的影響因素，側重圖象分析及溫度對反應的影響，注意不同溫度下均可被過量KIO₃氧化，注重分析能力和解決問題能力的考查，題目難度較大．