Question

【題目】已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發(fā)生。若再加入雙氧水，將發(fā)生反應：H2O2+2H++2I—→2H2O+I2，且生成的I2立即與試劑X反應而被消耗。一段時間后，試劑X將被反應生成的I2完全消耗。由于溶液中的I—繼續(xù)被H2O2氧化，生成的I2與淀粉作用，溶液立即變藍。因此，根據(jù)試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算反應H2O2+2H++2I—→2H2O+I2的反應速率。下表為某同學依據(jù)上述原理設計的實驗及實驗記錄（各實驗均在室溫條件下進行）：

編號	往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）					催化劑	溶液開始變藍時間（min）
	0.1 mol·L-1 KI溶液	H2O	0.01 mol·L-1 X 溶液	0.1 mol·L-1雙氧水	1 mol·L-1稀鹽酸
1	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	無	1.4
2	20.0	m	10.0	10.0	n	無	2.8
3	10.0	20.0	10.0	20.0	20.0	無	2.8
4	20.0	0	10.0	10.0	40.0	無	t
5	20.0	10.0	10.0	20.0	20.0	5滴Fe2(SO4)3	0.6

回答下列問題：

（1）已知：實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反應速率的影響。實驗2中m=____________，n=_____________________。

（2）一定溫度下，H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反應速率可以表示為υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k為常數(shù)），則：

①根據(jù)上表數(shù)據(jù)關系可知，a、b的值依次為_____________和_______________。

②實驗4時，燒杯中溶液開始變藍的時間t=_______________________。

（3）實驗5表明：①硫酸鐵能__________________ 該反應速率。

②試用離子方程式表示Fe2(SO4)3對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2催化的過程為2Fe3+＋2I-＝2Fe2+＋I2、_____________________________（不必配平）

（4）若要探究溫度對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反應速率的影響，為了避免溫度過高導致雙氧水大量分解（已知溫度60℃ H2O2會分解50%以上），應該采取的加熱方式是________。

Answer 1

【答案】m＝20.0 n＝20.0 1 1 1.4 加快（或其他合理答案） 2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O 水浴加熱（或其他合理答案如：過氧化氫不加熱只加熱其他試劑）

【解析】

（1）根據(jù)實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對反應速率的影響，除了雙氧水的濃度不同外，其它條件完全相同，由此判斷m、n；

（2）①分析實驗1和實驗2，只有過氧化氫濃度改變，根據(jù)υ=kca（H2O2）cb （I-）c（H+），對比所用時間得出a的值；同理分析實驗1和實驗3，得出b的值；

②分析實驗2和實驗4數(shù)據(jù)可知，實驗4中反應物相對于實驗2只有氫離子濃度增大一倍，根據(jù)υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k為常數(shù)）分析；

（3）①通過實驗5數(shù)據(jù)可知硫酸鐵能加快該反應速率。

②Fe2（SO4）3對H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的過程可認為首先鐵離子氧化碘離子為單質碘，本身被還原為亞鐵離子，過氧化氫再把亞鐵離子氧化成鐵離子；

（4）若要探究溫度對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反應速率的影響，為了避免溫度過高導致雙氧水大量分解（已知溫度60℃ H2O2會分解50%以上），應該采取的加熱方式是水浴加熱。

(1)由于實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對H2O2+2H++2I→2H2O+I2反應速率的影響，所以除了雙氧水的濃度不同外，其它條件完全相同，通過控制溶液總體積不變，只改變所加水的體積來實現(xiàn)，所以n=20.0，m=20.0，本小題答案為：20.0；20.0。

(2)①分析實驗1和實驗2，只有過氧化氫濃度改變，過氧化氫濃度加倍，則反應時間減半，所以反應速率和過氧化氫濃度成正比，故a=1；分析實驗1和實驗3，只有碘化鉀濃度改變，碘化鉀濃度加倍，則反應時間減半，所以反應速率和碘化鉀濃度成正比，故b=1。本小題答案為：1；1。

②分析實驗2和實驗4數(shù)據(jù)可知，實驗4中反應物相對于實驗2只有氫離子濃度增大一倍，根據(jù)υ=k·c a(H2O2)·c b (I—)·c(H+)（k為常數(shù)），可知，反應速率增大一倍，故反應時間減半，所以變藍時間為1.4min。本小題答案為：1.4min。

(3)①通過實驗5數(shù)據(jù)可知硫酸鐵能加快該反應速率。本小題答案為：加快。

②Fe2(SO4)3對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2催化的過程可認為首先鐵離子氧化碘離子為單質碘，本身被還原為亞鐵離子，過氧化氫再把亞鐵離子氧化成鐵離子，反應方程式為：2Fe3++2I=2Fe2++I2，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。本小題答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）若要探究溫度對H2O2+2H++2I—→2H2O+I2反應速率的影響，為了避免溫度過高導致雙氧水大量分解（已知溫度60℃ H2O2會分解50%以上），應該采取的加熱方式是水浴加熱。本小題答案為：水浴加熱或過氧化氫不加熱只加熱其他試劑。