Question

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

已知：S₂O＋2I^－===2SO＋I₂　(慢)

I₂＋2S₂O===2I^－＋S₄O　(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________耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色。為確保能觀察到藍色，S₂O與S₂O初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為：n(S₂O)∶n(S₂O)________。

(2)為探究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/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_x＝________，理由是________________________________________

___________________________________________________________________。

(3)已知某條件下，濃度c(S₂O)～反應時間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請在坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S₂O)～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)　　　ΔH

已知：4Li(s)＋O₂(g)===2Li₂O(s)  ΔH₁

4LiI(s)＋O₂(g)===2I₂(s)＋2Li₂O(s)  ΔH₂

則電池反應的ΔH＝________；碘電極作為該電池的________極。

Answer 1

【解析】　解答本題時，要圍繞實驗目的(探究反應條件對化學反應速率的影響)進行分析與處理。

(1)淀粉溶液遇I₂顯藍色，溶液由無色變?yōu)樗{色時，溶液中有I₂，說明Na₂S₂O₃消耗盡。為確保能觀察到藍色，溶液中Na₂S₂O₃要耗盡。由題給離子反應可得關系式：S₂O～I₂～2S₂O，則有n(S₂O)∶n(S₂O)＜2∶1時，能觀察到藍色。

(2)實驗的目的是探究K₂S₂O₈溶液的濃度對化學反應速率的影響，故應保證每組實驗中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0 mL)，從而可知V_x＝2.0。

(3)降低溫度時，化學反應速率減慢，c(S₂O)變化減慢。加入催化劑時，化學反應速率加快，c(S₂O)變化加快，c(S₂O)～t的變化曲線如圖所示。

(4)已知：①4Li(s)＋O₂(g)===2Li₂O(s)　ΔH₁

②4LiI(s)＋O₂(g)===2I₂(s)＋2Li₂O(s)　ΔH₂

據(jù)蓋斯定律，由(①－②)可得：2Li(s)＋I₂(s)===2LiI(s)　(ΔH₁－ΔH₂)，則有ΔH＝(ΔH₁－ΔH₂)。

由電池反應可知，I₂得電子被還原，則碘電極作為該電池的正極。

【答案】　(1)Na₂S₂O₃　＜2

(2)2.0　保證反應物K₂S₂O₈的濃度改變，而其他的不變

(3)如圖所示

(4)(ΔH₁－ΔH₂)　正