Question

8．碘在科研與生活中有重要應(yīng)用，某興趣小組用0.50mol•L^-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol•L^-1 K₂S₂O₈、0.10mol•L^-1 Na₂S₂O₃等試劑，探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．
已知：S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂（慢）         I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-（快）
（1）向KI、Na₂S₂O₃與淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，當(dāng)溶液中的Na₂S₂O₃耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色，為確保能觀察到藍(lán)色，S₂O₃^2-與S₂O₈^2-初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為：n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2．
（2）為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計的實驗方案如下表：

實驗序號	體積V/mL
	K2S2O8溶液	水	KI溶液	Na2S2O3溶液	淀粉溶液
①	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
②	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
③	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中V_x2.0 mL，理由是保證反應(yīng)物K₂S₂O₈濃度改變，而其他的條件不變，才能達(dá)到實驗?zāi)康模?br />（3）已知某條件下，濃度c（S₂O₈^2-）反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請在答題卡坐標(biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時c（S₂O₈^2-）-t的變化曲線示意圖（進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注）
（4）碘也可用作心臟起搏器電源-鋰碘電池的材料，該電池反應(yīng)為：
2Li（s）+I₂（s）═2LiI（s）△H
已知：①4Li（s）+O₂（g）═2Li₂O（s）△H₁
②4LiI（s）+O₂（g）═2I₂（s）+2Li₂O（s）△H₂
則電池反應(yīng)的△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$；碘電極作為該電池的正極．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)KI、Na₂S₂O₃與淀粉的反應(yīng)原理解答，注意反應(yīng)過程的快慢問題；
（2）根據(jù)實驗?zāi)康募氨砀駭?shù)據(jù)分析，從而確定Vx的大小及理由，注意探究物質(zhì)的量濃度對反應(yīng)速率影響時，其它條件應(yīng)相同；
（3）降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，則到達(dá)平衡時間延長；加入催化劑，增大反應(yīng)速率，則縮短反應(yīng)到達(dá)平衡時間；
（4）將第一個方程式與第二個方程式相減再除以2，焓變進(jìn)行相應(yīng)改變，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：（1）向KI、Na₂S₂O₃與淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，先發(fā)生S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂（慢），后發(fā)生I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^- （快），當(dāng)S₂O₃^2-耗盡后，碘才能與淀粉作用顯示藍(lán)色，根據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^- （快）方程式知，I₂與S₂O₃^2-的物質(zhì)的量的關(guān)系為1：2，即1mol碘需2molS₂O₃^2-，根據(jù)方程式S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂知，生成1mol碘需為1molS₂O₈^2-，即n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）=2：1，為確保能觀察到藍(lán)色，碘需有剩余，即n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2：1，
故答案為：Na₂S₂O₃；＜2；
（2）對照實驗1和2發(fā)現(xiàn)，實驗2取的0.20mol•L^-1K₂S₂O₈溶液的體積9mL，比實驗1少了1mL，說明取的K₂S₂O₈物質(zhì)的量少，加水1mL，保證了溶液的體積不變，所以在其它條件不變的情況下，探究的是該反應(yīng)速率與K₂S₂O₈濃度的關(guān)系，同樣原理對照實驗1和3，為保證溶液的體積相同，須加2mL水，
故答案為：2.0；保證反應(yīng)物K₂S₂O₈濃度改變，而其他的條件不變，才能達(dá)到實驗?zāi)康模?br />（3）保持其它條件不變，降低溫度，反應(yīng)速率降低，到達(dá)液顏色將由無色變成為藍(lán)色的時間變長，而使用催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，所以到達(dá)液顏色將由無色變成為藍(lán)色的時間變短，
故答案為：
；

（4）①4Li（s）+O₂ （g）=2Li₂O（s）△H₁
②4LiI（s）+O₂ （g）=2I₂ （s）+2Li₂O（s）△H₂
將方程式$\frac{①-②}{2}$得2Li（s）+I₂ （s）=2LiI（s），△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$，該反應(yīng)中碘得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以碘是在正極上發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$；正極．

點評 本題考查了實驗探究，注意探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)影響時，只能改變一個條件，其它條件必須相同，否則不能得出正確結(jié)論，注意對實驗現(xiàn)象的分析，化學(xué)反應(yīng)速率與圖象的關(guān)系，蓋斯定律的應(yīng)用，本題綜合性較強(qiáng)．