Question

已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發(fā)生．若再加入雙氧水，將發(fā)生反應：H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂，且生成的I₂立即與試劑X反應而被消耗．一段時間后，試劑X將被反應生成的I₂完全消耗．由于溶液中的I^-繼續(xù)被H₂O₂氧化，生成的I₂與淀粉作用，溶液立即變藍．因此，根據(jù)試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算反應H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂的反應速率．
下表為某同學依據(jù)上述原理設計的實驗及實驗記錄（各實驗均在室溫條件下進行）：

編號	往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）					催化劑	溶液開始變藍時間（min）
	0.1 mol?L-1 KI溶液	H2O	0.01 mol?L-1 X 溶液	0.1 mol?L-1 雙氧水	1 mol?L-1 稀鹽酸
1	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	無	1.4
2	20.0	m	10.0	10.0	n	無	2.8
3	10.0	20.0	10.0	20.0	20.0	無	2.8
4	20.0	0	10.0	10.0	40.0	無	t
5	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	5滴Fe2（SO4）3	0.6

回答下列問題：
（1）已知：實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響．實驗2中m=

 

，n=

 

．
（2）已知，I₂與X反應時，兩者物質的量之比為1：2．實驗3從開始至反應進行到2.8min時，此段時間內(nèi)H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率v（I^-）=

 

．
（3）一定溫度下，H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率可以表示為v=k?c^a（H₂O₂）?c^b （I^-）?c（H⁺）（k為常數(shù)），則：
①實驗4時，燒杯中溶液開始變藍的時間t=

 

．
②根據(jù)上表數(shù)據(jù)可知，a、b的值依次為

 

和

 

．
（4）實驗5表明：硫酸鐵能提高反應速率．
①催化劑能加快反應速率是因為催化劑

 

（填“提高”或“降低”）了反應活化能．
②試用離子方程式表示Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程．

 

、

 

（不必配平）
（5）若要探究溫度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響，為了避免溫度過高導致雙氧水大量分解，應該采取的加熱方式是

 

．

Answer 1

考點：濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響

專題：化學反應速率專題

分析：（1）根據(jù)實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響判斷m、n；
（2）先計算v（x）速率，再根據(jù)速率之間關系得出v（I^-）速率；
（3）從表中數(shù)據(jù)分析反應速率和各反應物濃度間的關系；
（4）催化劑能改變反應速率的原因是降低了反應的活化能，改變了反應途徑；
（5）水浴加熱可更好的控制溫度．

解答： 解：（1）由于實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂反應速率的影響，
所以除了雙氧水的濃度不同外，氣體其它條件完全相同，所以m=20.0，n=20.0，
故答案為：20.0；20.0；
（2））v（X）=

0.01mol/L×0.01L

0.08L×2.8min

=4.5×10^-4mol/（L?min）
2I-→I₂  1molI₂消耗2molX
所以v（I^-）=v（X）=4.5×10^-4mol/（L?min）；
故答案為：4.5×10^-4mol/（L?min）；
（3）①分析實驗2和實驗4數(shù)據(jù)可知，實驗4中反應物相對于實驗2只有氫離子濃度增大一倍，
根據(jù)v=k?c^a（H₂O₂）?c^b （I^-）?c（H⁺）可知，反應速率增大一倍，故反應時間減半，所以變藍時間為1.4min；
故答案為：1.4min；
②分析實驗1和實驗2，只有過氧化氫濃度改變，過氧化氫濃度加倍，則反應時間減半，
所以反應速率和過氧化氫濃度成正比，故 a=1；
分析實驗1和實驗3，只有碘化鉀濃度改變，碘化鉀濃度加倍，則反應時間減半，
所以反應速率和碘化鉀濃度成正比，故 b=1；
故答案為：1，1；
（4）催化劑加快化學反應速率是降低了反應的活化能，改變了反應途徑．
Fe₂（SO₄）₃對H₂O₂+2H⁺+2I^-→2H₂O+I₂催化的過程可認為首先鐵離子氧化碘離子為單質碘，
本身被還原為亞鐵離子，過氧化氫再把亞鐵離子氧化成鐵離子，
反應方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：①降低 ②2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）水浴加熱可更好的控制溫度，故答案為：水浴加熱．

點評：本題探究濃度、催化劑對反應速率的影響，在探究外界條件對反應速率的影響時，一般都保持一個變量，其他條件不變．