Question

碘在科研與生活中有重要應用．某一興趣小組用0.50mol?L^-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol?L^-1K₂S₂O₈、0.10mol?L^-1Na₂S₂O₃等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響．
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，當溶液中的

 

（填寫化學式）耗盡后，溶液顏色將由無色變成為藍色．為確保能觀察到藍色，S₂O₃^2-與S₂O₈^2-初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為：n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）

 

．
（2）為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：

實驗序號	體積V/m
		水		Na
①	0.0	0.0	4.0	4.0	.0
②	9.0	.0	4.0	4.0	.0
③	.0	Vx	4.0	4.0	.0

表中Vx=

 

mL，理由是

 

．
（3）已知某條件下，濃度c（S₂O₈^2-）～反應時間t的變化曲線如下圖，若保持其他條件不變，請在答題卡坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c（S₂O₈^2-）～t的變化曲線示意圖（進行相應的標注）
（4）碘也可用作心臟起搏器電源-鋰碘電池的材料．該電池反應為：
2Li（s）+I₂（s）=2LiI （s）△H
已知：4Li（s）+O₂（g）=2Li₂O（s）△H₁
4LiI（s）+O₂（g）=2I₂（s）+2Li₂O（s）△H₂
則電池反應的△H=

 

（用含△H₁、△H₂的代數(shù)式表示）；碘電極作為該電池的

 

極．

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學反應速率專題

分析：（1）根據(jù)KI、Na₂S₂O₃與淀粉的反應原理解答，注意反應過程的快慢問題；
（2）根據(jù)實驗目的及表格數(shù)據(jù)分析，從而確定Vx的大小及理由，注意探究物質(zhì)的量濃度對反應速率影響時，其它條件應相同；
（3）根據(jù)降低溫度和使用催化劑對反應速率的影響解答；
（4）依據(jù)蓋斯定律計算反應熱，根據(jù)碘在反應中化合價降低，反應還原反應來分析；

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S₂O₃^2-耗盡后，碘才能與淀粉作用顯示藍色，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，為確保能觀察到藍色，碘需有剩余，即n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2：1；
故答案為：藍；＜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，探究的是該反應速率與K₂S₂O₈濃度的關系，同樣原理對照實驗1和3，為保證溶液的體積相同，須加2.0mL水，理由是保證其他條件不變，只改變反應物K₂S₂O₈濃度，從而才到達對照實驗目的；
故答案為：2.0，保證其他條件不變，只改變反應物K₂S₂O₈濃度，從而才到達對照實驗目的；
（3）保持其它條件不變，降低溫度，反應速率降低，到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變長，而使用催化劑，能加快化學反應速率，所以到達液顏色將由無色變成為藍色的時間變短，故答案為：．
（4））①4Li（s）+O₂（g）═2Li₂O（s）△H₁
②4LiI（s）+O₂（g）═2I₂（s）+2Li₂O（s）△H₂
依據(jù)蓋斯定律

(①-②)

2

得：2Li（s）+I₂（s）═2LiI（s），所以△H=

1

2

（△H₁-△H₂）；碘在反應中化合價降低，反應還原反應，在正極放電．
故答案為：

1

2

（△H₁-△H₂）；正．

點評：本題考查了中和滴定、反應熱的計算、對照實驗，明確蓋斯定律的應用是解題關鍵，題目難度中等．