Question

（16分）某校高三同學高考前重做以下兩個課本實驗，請你回答實驗過程中的相關問題：
（1）鋁熱反應實驗：取磁性氧化鐵粉按課本中的實驗裝置（如圖）進行鋁熱反應，將反應
后所得“鐵塊”溶于鹽酸，向反應后的溶液中滴加KSCN溶液，發(fā)現溶液變血紅色。

①出現這種現象的原因，除了因“鐵塊”中可能混有沒反應完的
磁性氧化鐵外，還有一種可能原因是　                       。
② 若要證明反應所得“鐵塊”中含有金屬鋁，可用            （填化學式）溶液，所發(fā)生反應的離子方程式為　                         。
（2）化學反應速率影響因素的探究實驗：
KI在經酸化的溶液中被空氣氧化的反應式為：4H⁺ + 4I-+ O₂ = 2I₂ + 2H₂O。該反應的速率受溫度、酸度、溶劑、試劑濃度等影響，可用淀粉與碘的顯色反應來觀測該反應的速率。已知，淀粉與碘的顯色反應在溫度升高時靈敏度會降低，高于75℃則不能顯色；淀粉濃度越高顯色越靈敏、顏色也越深。
實驗小組擬用0.8 mol·L^-1 KI溶液、0.1 mol·L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等來探究溫度、酸度對上述反應速率的影響，他們做了A—C三組實驗，部分實驗數據如下表：

編號	溫度/℃	H2SO4體積/mL	KI溶液體積/mL	H2O體積/mL	淀粉溶液 / mL	出現藍色時間 /s
A	39	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	沒出現藍色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

①為確保A組實驗在39℃下進行，應采用的控溫操作方法是              。
②A—C三組實驗時，都加入了5mL水，其目的是                      。
③B組實驗中“沒出現藍色”，原因是                                   。
④請你為小組設計D組實驗方案（在表格空白處填入你設計的5個數據），以幫助小組完成探究目標。
⑤按你設計的實驗數據，請你預測一個t值，并寫出與你預測相對應的探究實驗結
論             。

Answer 1

（16分，每空2分）
（1）①生成的鐵又有一部分被空氣氧化
②NaOH（回答其它強堿也得分），2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO＋3H₂↑。
（2）①將量出的各種溶液分別裝在試管中，再將試管全部放在同一水浴中加熱，用溫度計測量試管中溶液的溫度
②為了在后續(xù)研究酸度因素對反應速率影響時保持KI和淀粉濃度不變（凡表達出“控制變量”、“對比實驗”意思的各種合理答案都得分）
③溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色。

D

39或5

10加減5范圍內的一個數值

5

5減加5范圍內的一個數值

1

 
④
（溫度必須為39℃或5℃，KI溶液體積必須為5ml，淀粉溶液為1ml，水和硫酸溶液總體積為20ml的各種組合答案均得分）。
⑤設計酸體積＜10mL時，t預測值要大于同溫對比值；設計酸體積＞10mL時，t預測值要小于同溫對比值（合理范圍內的數值都給1分）。結論為：酸度越大反應速率越快（1分）（若得出結論為：酸度越大反應速率越慢，不給分）。

試題分析：（1）①使KSCN溶液變紅色說明溶液中存在鐵離子，除鐵塊中含有未反應的磁性氧化鐵外，另一原因是：因為該反應是在高溫下進行的，生成的單質鐵又與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應生成了氧化鐵，與鹽酸反應，溶液中有了鐵離子而使KSCN溶液變紅；
②證明鐵塊中含有鋁，需選擇強堿溶液如NaOH溶液，因為鐵不與氫氧化鈉溶液反應，而鋁與氫氧化鈉溶液反應產生氣體；反應的離子方程式為2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO＋3H₂↑。
（2）①控制溫度恒溫的最好操作是水浴加熱，具體操作是：將量出的各種溶液分別裝在試管中，再將試管全部放在同一水浴中加熱，用溫度計測量試管中溶液的溫度
②本實驗的目的是探究溫度、酸度對上述反應速率的影響，所以A—C三組實驗時，都加入了5mL水，目的是為了在后續(xù)研究酸度因素對反應速率影響時保持KI和淀粉濃度不變；
③根據已知：淀粉與碘的顯色反應在溫度升高時靈敏度會降低，高于75℃則不能顯色；所以B組實驗中“沒出現藍色”，原因是溫度高于75℃，淀粉與碘不顯色。
④前三組實驗的數據表明是在酸度相同時，探究溫度對反應速率的影響，所以D組應是當溫度相同時，探究酸度對反應速率的影響，乙組實驗現象不正確，應舍棄，所以D組的溫度與甲或丙是相同的，為保證淀粉的濃度是相同的，所以硫酸和水的總體積是15mL，再去改變硫酸溶液和水的體積來改變溶液的酸度，判斷出現藍色的時間，具體數據如下：

D

39或5

10加減5范圍內的一個數值

5

5減加5范圍內的一個數值

1

 
⑤依據酸的體積確定溶液的酸度，由4H⁺ + 4I-+ O₂ = 2I₂ + 2H₂O可知，溶液酸度越大，生成碘的速率越快，與同溫度的實驗相比，看到藍色的時間越短。