Question

5．某研究性學(xué)習(xí)小組向一定童的NaHSO₃溶液（加入少量淀粉）中加人稍過量的KIO₃溶液，一段時間后．溶液突然變藍色．為進一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響，探究如下．
（1）查閱資料知NaHSO₃與過量KIO₃反應(yīng)分為兩步進行，且其反應(yīng)速率主要由笫一步反應(yīng)決定．已知第一步反應(yīng)的離子方程式為IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+I^-+3H⁺，則第二步反應(yīng)的離子方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
（2）通過測定溶液變藍所用時間來探究外界條件對該反應(yīng)速率的影響，記錄如下．

編號	0.01mol/L NaHSO3溶液/mL	0.01mol/L KIO3 溶液/mL	H2O/mL	反應(yīng)溫度/ ℃	溶液變藍所用 時間t/s
①	6.0	10.0	4.0	15	t1
②	6.0	14.0	0	15	t2
③	6.0	a	b	25	t3

實驗①②是探究KIO₃溶液的濃度對反應(yīng)速率的影響，表中t₁＞t₂ （填“＞”、“=”或“＜“）；
實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，表中a=10.0  b=4.0
（3）將NaHSO₃溶液與KIO₃溶液在恒溫條件下混合，用速率檢測儀檢測出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大．該小組對其原因提出如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二．
假設(shè)一：生成的SO₄^2-對反應(yīng)起催化作用；
假設(shè)二：反應(yīng)生成的I^-對反應(yīng)起催化作用（或反應(yīng)生成的H⁺對反應(yīng)起催化作用）．
（4）請你設(shè)計實驗驗證上述悝設(shè)一，完成下表中內(nèi)容．

實驗步職（不要求寫出具體搡作過程）	預(yù)期實驗現(xiàn)象和結(jié)論
在燒杯甲中將一定量的NaHSO3溶液與KIO3溶液混合，用速率檢測儀測定起始時的反應(yīng)速率v（甲）； 在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na2SO4粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應(yīng)， 用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙）．	若v（甲）=v（乙） 則假設(shè)一不成立 若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立

Answer 1

分析 （1）NaHSO₃溶液中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色，說明產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，由于有第一步反應(yīng)IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)表格，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，其它條件都一樣，據(jù)此判斷實驗?zāi)康模粷舛仍酱�，反�?yīng)速率越快，需要的時間則越小；實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等，據(jù)此答題；
（3）根據(jù)影響反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等，以此加以假設(shè)；
（4）通過對比實驗進行驗證，生成的SO₄^2-對反應(yīng)起催化作用，則在其中一個實驗中先進入硫酸鈉，根據(jù)反應(yīng)速率進行判斷．

解答 解：（1）NaHSO₃溶液中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色，說明產(chǎn)物中有碘單質(zhì)生成，由于有第一步反應(yīng)IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產(chǎn)生碘單質(zhì)的反應(yīng)為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根據(jù)表格，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，所以實驗①②是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；由于濃度越大，反應(yīng)速率越快，則t₂較小；
實驗①③是探究溫度對反應(yīng)速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應(yīng)當(dāng)相等，所以a=10.0、b=4.0，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；＞；10.0；4.0；
（3）根據(jù)影響反應(yīng)速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等加以假設(shè)，而在本實驗中可能的原因為反應(yīng)生成的I^-對反應(yīng)起催化作用，I^-濃度越大反應(yīng)速率越快或者反應(yīng)生成的H⁺對反應(yīng)起催化作用，H⁺濃度越大反應(yīng)速率越快或者是反應(yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進行，溫度升高，反應(yīng)速率加快，
故答案為：反應(yīng)生成的I^-對反應(yīng)起催化作用（或反應(yīng)生成的H⁺對反應(yīng)起催化作用）；
（4）通過對比實驗進行驗證，具體步驟為在燒杯甲中將一定量的NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合，用速率檢測儀測定其起始時的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應(yīng)，用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙），若v（甲）=v（乙），則假設(shè)一不成立，若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立，
故答案為：在燒杯乙中預(yù)先加入少量Na₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應(yīng)，用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙）；若v（甲）=v（乙），則假設(shè)一不成立；若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立．

點評 本題考查了探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的方法，題目難度中等，明確實驗?zāi)康募皩Ρ葘嶒灥脑O(shè)計方法為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，注意熟練掌握溫度、催化劑、濃度等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響．