Question

11．化學反應速率是描述化學反應進行快慢程度的物理量．下面是某同學測定化學反應速率并探究其影響因素的實驗．
Ⅰ．測定化學反應速率
該同學利用如圖裝置測定化學反應速率．
（1）除如圖裝置所示的實驗用品外，還需要的一件實驗用品是秒表．
（2）圓底燒瓶中反應現(xiàn)象：溶液變渾濁，并有刺激性氣體產生，寫出所發(fā)生反應的離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑．
（3）若在2min時收集到224mL（已折算成標準狀況）氣體，可計算出該2min內H⁺的反應速率，而該測定值比實際值偏小，其原因是SO₂會部分溶于水．
（4）利用該化學反應，試簡述測定反應速率的其他方法：測定一段時間內生成硫沉淀的質量（或實時測定溶液中氫離子濃度）（寫一種）．Ⅱ．探究化學反應速率的影響因素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．（已知 I₂+2S₂O${\;}_{3}^{2-}$═S₄O${\;}_{6}^{2-}$+2I^-，其中Na₂S₂O₃溶液均足量）

實驗序號	體積V/mL				時間/s
	Na2S2O3溶液	淀粉溶液	碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	T1
②	8.0	2.0	4.0	2.0	T2
③	6.0	2.0	4.0	Vx	T3

（5）表中V_x=4mL，T₁、T₂、T₃的大小關系是T₁＜T₂＜T₃．

Answer 1

分析 （1）從實驗裝置可知，本實驗是通過測量在一個時間段內所收集到的氣體的體積來測定反應速率，據(jù)此分析實驗用品；
（2）S₂O₃^2-在酸性條件下發(fā)生硫元素的歧化反應，由+2價歧化為0價和+4價，據(jù)此分析產物；
（3）SO₂易溶于水，導致所測得的SO₂的體積偏��；
（4）根據(jù)反應S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑可知，可以通過測定生成的單質硫的質量或實時測定溶液中氫離子濃度來求出H⁺的物質的量的改變量，從而求出反應速率；
（5）為了探究反應物濃度對化學反應速率的影響，則除了Na₂S₂O₃溶液的濃度不同外，應保持其他影響因素一致；由于在三個實驗中Na₂S₂O₃溶液的濃度①＞②＞③，據(jù)此分析化學反應速率和反應所需時間T的大�。�

解答 解：（1）從實驗裝置可知，本實驗是通過測量在一個時間段內所收集到的氣體的體積來測定反應速率，故還缺少的儀器是秒表，故答案為：秒表；
（2）S₂O₃^2-在酸性條件下發(fā)生硫元素的歧化反應，由+2價歧化為0價和+4價，即產物為S和SO₂和H₂O，故離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑；
（3）SO₂易溶于水，導致所測得的SO₂的體積偏小，則據(jù)此計算出的△n（H⁺）和△C（H⁺）以及V（H⁺）會變小，故答案為：SO₂會部分溶于水；
（4）根據(jù)反應S₂O₃^2-++2H⁺═H₂O+S↓+SO₂↑可知，可以通過測定一段時間段內生成的單質硫的質量或實時測定溶液中氫離子濃度來求出H⁺的物質的量的改變量，從而利用V=$\frac{\frac{△n（{H}^{+}）}{V}}{△t}$來求算，故答案為：測定一段時間內生成硫沉淀的質量（或實時測定溶液中氫離子濃度）；
（5）為了探究反應物濃度對化學反應速率的影響，則除了Na₂S₂O₃溶液的濃度不同外，應保持其他影響因素一致，即應使溶液體積均為16mL，故Vx=4mL；由于在三個實驗中Na₂S₂O₃溶液的體積①＞②＞③，而混合后溶液體積相同，故混合后Na₂S₂O₃濃度①＞②＞③，可知化學反應速率①＞②＞③，反應所需時間T的大小T₁＜T₂＜T₃，故答案為：4；T₁＜T₂＜T₃．

點評 本題主要考查學生的實驗探究能力，解答時須注意實驗的原理，難度中等．