Question

某化學小組同學向一定量加入少量淀粉的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．
（1）查閱資料知NaHSO₃與過量KIO₃反應分為以下兩步進行，第一步為IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H⁺+I^-，則第二步反應的離子方程式為

 

（2）通過測定溶液變藍所用時間探究濃度和溫度對該反應的反應速率的影響．調(diào)節(jié)反應物濃度和溫度進行對比實驗，記錄如下：

實驗編號	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反應溫度/℃	溶液變藍的時間t/s
①	15	20	10	15	t1
②	a	30	0	15	t2
③	15	b	c	30	t3

實驗①②是探究

 

對反應速率的影響，表中a=

 

；實驗①③是探究溫度對反應速率的影響，則表中b=

 

，c=

 

（3）將NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合（預先加入可溶性淀粉為指示劑），用速率檢測儀檢測出起始階段反應速率逐漸增大，一段時間后反應速率又逐漸減小．課題組對起始階段反應速率逐漸增大的原因提出如下假設，請你完成假設三：
假設一：反應生成的SO₄^2-對反應起催化作用，SO₄^2-濃度越大反應速率越快；
假設二：反應生成的H⁺對反應起催化作用，H⁺濃度越大反應速率越快；
假設三：

 

；
…
（4）請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內(nèi)容（反應速率可用測速儀測定）

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期實驗現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

考點：探究溫度、壓強對化學反應速率的影響

專題：

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)的反應為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根據(jù)表格，三個實驗中溶液的體積均應為45mL，據(jù)此推斷a的值；實驗①③是探究溫度對反應速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應當相等；
（3）根據(jù)影響反應速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等，以此加以假設；
（4）通過對比實驗進行驗證．

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)的反應為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
（2）根據(jù)表格，可知溶液的體積均應為45mL，故a=15mL；實驗①③是探究溫度對反應速率的影響，所以此時兩個實驗中的濃度都應當相等，所以b=20，c=10，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；15；20；10；
（3）根據(jù)影響反應速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等加以假設，而在本實驗中可能的原因為反應生成的I^-對反應起催化作用，I^-濃度越大反應速率越快或者反應生成的H⁺對反應起催化作用，H⁺濃度越大反應速率越快或者是反應放熱，隨著反應的進行，溫度升高，反應速率加快，
故答案為：反應生成的I^-對反應起催化作用，I^-濃度越大反應速率越快；
（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速率v（甲）；在燒杯乙中預先加入少量Na₂SO₄粉末或K₂SO₄粉末，其他條件與甲完全相同，進行同一反應，用速率檢測儀測定其起始階段相同時間內(nèi)的反應速率v（乙），若v（甲）=v（乙），則假設一不成立，若v（甲）＜v（乙），則假設一成立，
故答案為：

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期實驗現(xiàn)象和結(jié)論
在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過量KIO3溶液混合，用測速儀測定其起始時的反應速率v（甲）；在燒杯乙中進行同一反應（不同的是乙燒杯中預先加入少量Na2SO4或K2SO4粉末，其他反應條件均完全相同），測定其起始階段的相同時間內(nèi)的反應速率v（乙）	若v（甲）=v（乙），則假設一不成立； 若v（甲）＜v（乙），則假設一成立．

點評：本題主要考查濃度、催化劑對反應速率的影響，對學生的分析能力和邏輯推理能力有一定的要求，中等難度．