Question

【題目】Ⅰ.某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。

供選試劑：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。

（1）小組同學(xué)設(shè)計甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

	操作	現(xiàn)象
甲	向I的錐形瓶中加入__，向I的__中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞	I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

（2）丙實(shí)驗(yàn)中O2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式是_______________。

（3）對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可知，O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是________。為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實(shí)驗(yàn)措施是________。

（4）由甲、乙、丙三實(shí)驗(yàn)推測，甲實(shí)驗(yàn)可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)。學(xué)生將I中產(chǎn)生的氣體直接通入下列溶液________（填序號），證明了白霧中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氫硫酸 D．品紅

Ⅱ.酸性條件下KMnO4與H2C2O4（弱酸）反應(yīng)常用于探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：__；由該反應(yīng)生成氣體體積與時間關(guān)系可得出反應(yīng)過程中速率的變化情況為___，其原因是__

Ⅲ.為探討化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，某同學(xué)設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案如下表。（已知 I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－，其中Na2S2O3溶液均足量）

實(shí)驗(yàn) 序號	體積V/mL				時間/s
	Na2S2O3溶液	淀粉溶液	0.1mol/L 碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	40
②	7.0	2.0	4.0	3.0	t1
③	5.0	2.0	4.0	Vx	t2

①該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的目的是________，淀粉溶液的作用是_______。

②表中Vx=____mL；實(shí)驗(yàn)①中用Na2S2O3表示反應(yīng)速率v(Na2S2O3)=______

Answer 1

【答案】MnO2 分液漏斗O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環(huán)境使用不同濃度的稀硫酸作對比實(shí)驗(yàn)AD5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O先加快，后變慢前期反應(yīng)生成了催化劑，加快了反應(yīng)速率；后期隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，速率減慢探究濃度對反應(yīng)速率的影響顯色劑，檢驗(yàn)I2的存在5.01/800 mol·L－1·s－1

【解析】

Ⅰ. (1)甲實(shí)驗(yàn)：根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì)；
(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化成碘單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
(3)對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道，O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件酸性環(huán)境，酸溶液中氫離子濃度不同，裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍(lán)色的速率不同；
(4)證明Ⅰ中產(chǎn)生的氣體中含有雙氧水，氧氣和雙氧水都具有氧化性，需要利用不同性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；

Ⅱ.高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，據(jù)此書寫方程式；

從從速率-時間圖像可已看出，開始斜率大，后來斜率小，說明反應(yīng)過程中速率的變化為先加快，后變慢，其原因是前期反應(yīng)生成了催化劑，加快了反應(yīng)速率；后期隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，速率減慢；

Ⅲ. ①由表中數(shù)據(jù)可知，①②組中溶液的體積相同，僅有Na2S2O3溶液的濃度不同，說明該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的目的是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；淀粉作為顯色劑，檢驗(yàn)碘的存在，可根據(jù)顏色的變化判斷反應(yīng)的快慢；

②由表中數(shù)據(jù)可知，①②組中溶液的體積相同為16.0mL；那么第實(shí)驗(yàn)③組中溶液的總體積也是16.0mL，據(jù)此求出Vx；根據(jù)=求出反應(yīng)速率v(Na2S2O3)。

Ⅰ. (1)甲實(shí)驗(yàn)；根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，向I的錐形瓶中加入MnO2固體，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞，I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)說明生成碘單質(zhì)，
因此，本題正確答案是；MnO2固體；分液漏斗；
(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化成碘單質(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式為：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O，
因此，本題正確答案是：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O；
(3)向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)，向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)對比乙、丙實(shí)驗(yàn)可以知道，O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是：酸性環(huán)境；為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實(shí)驗(yàn)措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實(shí)驗(yàn)，
因此，本題正確答案是：酸性環(huán)境；使用不同濃度的稀硫酸作對比實(shí)驗(yàn)；
(4)A. KMnO4，高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化，導(dǎo)致高錳酸鉀溶液褪色，而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水，所以A選項(xiàng)是正確的；
B.FeCl2，氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子，無法證明混合氣體中含有雙氧水，故B錯誤；
C.氫硫酸，高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化氫硫酸,無法用氫硫酸檢驗(yàn)混合氣體中是否含有雙氧水，故C錯誤；
D.品紅遇到過氧化氫會被氧化紅色褪去，證明混合氣體中含有雙氧水，所以D選項(xiàng)是正確的；
因此，本題正確答案是：AD；

Ⅱ.高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，即5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；

從從速率-時間圖像可已看出，開始斜率大，后來斜率小，說明反應(yīng)過程中速率的變化為先加快，后變慢，其原因是前期反應(yīng)生成了催化劑，加快了反應(yīng)速率；后期隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，速率減慢；

因此，本題正確答案是：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；先加快，后變慢；前期反應(yīng)生成了催化劑，加快了反應(yīng)速率；后期隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，速率減慢；

Ⅲ. ①由表中數(shù)據(jù)可知，①②組中溶液的總體積相同，僅有Na2S2O3溶液的濃度不同，說明該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；淀粉作為顯色劑，檢驗(yàn)碘的存在，可根據(jù)顏色的變化判斷反應(yīng)的快慢；

②為了探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則除了Na2S2O3溶液的濃度不同外，應(yīng)保持其他影響因素一致，①②③組中溶液的總體積相同為16.0mL，實(shí)驗(yàn)③需補(bǔ)加5.0mL水，故Vx=5.0mL，

由反應(yīng)式I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－可知，v(Na2S2O3)=2 v(I2)=×2= mol·L－1·s－1。

因此，本題正確答案是：探究濃度對反應(yīng)速率的影響；顯色劑，檢驗(yàn)I2的存在； 5.0； 1/800 mol·L－1·s－1。