Question

2．某校高三同學(xué)高考前重做以下兩個(gè)課本實(shí)驗(yàn)，請你回答實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)問題：
（1）鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：取磁性氧化鐵粉按課本中的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，將反應(yīng)后所得“鐵塊”溶于鹽酸，向反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色．
①出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，除了因“鐵塊”中可能混有沒反應(yīng)完的磁性氧化鐵外，還有一種可能原因是熔融的鐵被空氣中氧氣氧化．
②若要證明反應(yīng)所得“鐵塊”中含有金屬鋁，可用NaOH（填化學(xué)式）溶液，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的探究實(shí)驗(yàn)：
KI在經(jīng)酸化的溶液中被空氣氧化的反應(yīng)式為：4H⁺+4I-+O₂=2I₂+2H₂O．該反應(yīng)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(yīng)來觀測該反應(yīng)的速率．已知，淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)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(shí)驗(yàn)小組擬用0.8mol•L^-1 KI溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等來探究溫度、酸度對上述反應(yīng)速率的影響，他們做了A-C三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(xiàn)藍(lán)色時(shí)間/s
A	39	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	沒出現(xiàn)藍(lán)色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

①為確保A組實(shí)驗(yàn)在39℃下進(jìn)行，應(yīng)采用的控溫操作方法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(jì)測量試管中溶液的溫度．
②A-C三組實(shí)驗(yàn)時(shí)，都加入了5mL水，其目的是為了在后續(xù)研究酸度因素對反應(yīng)速率影響時(shí)保持KI和淀粉濃度不變（凡表達(dá)出“控制變量”、“對比實(shí)驗(yàn)”意思的各種合理答案都得分）．
③B組實(shí)驗(yàn)中“沒出現(xiàn)藍(lán)色”，原因是溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色．
④請你為小組設(shè)計(jì)D組實(shí)驗(yàn)方案（在表格空白處填入你設(shè)計(jì)的5個(gè)數(shù)據(jù)），以幫助小組完成探究目標(biāo)．
⑤按你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請你預(yù)測一個(gè)t值，并寫出與你預(yù)測相對應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）①考慮生成的熔融的鐵的還原性，可以被空氣中的氧氣氧化導(dǎo)致生成三價(jià)的鐵；
②根據(jù)鋁與鐵的性質(zhì)的差異性來選擇試劑，并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）①確保A組實(shí)驗(yàn)在39℃下進(jìn)行，可以采用水浴加熱的方法；
②探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素時(shí)，需要保證變量的唯一性；
③根據(jù)“淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)靈敏度會降低，高于75℃則不能顯色”進(jìn)行判斷；
④根據(jù)ABC探究的是溫度對反應(yīng)速率的影響可知，D應(yīng)該為探究酸度對反應(yīng)速率的影響，據(jù)此完成本題；
⑤酸溶液濃度越大，反應(yīng)速率越快，需要的時(shí)間越少，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并寫出結(jié)論．

解答 解：（1）①鋁熱反應(yīng)生成的熔融的鐵具有很強(qiáng)的還原性，可以被空氣中的氧氣氧化導(dǎo)致生成三價(jià)的鐵，
故答案為：熔融的鐵被空氣中氧氣氧化；
②要證明“鐵塊”中含有金屬鋁，應(yīng)利用鐵和鋁性質(zhì)的差異性，即鐵不能和堿反應(yīng)，而鋁可以，故應(yīng)選擇氫氧化鈉溶液，與鋁反應(yīng)的離子方程式為：
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：NaOH；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）①為確保A組實(shí)驗(yàn)在39℃下進(jìn)行，應(yīng)采用的控溫操作方法為：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(jì)測量試管中溶液的溫度，
故答案為：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(jì)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(yīng)速率影響時(shí)保持KI和淀粉濃度不變，所以在A-C三組實(shí)驗(yàn)時(shí)，都加入了5mL水，
故答案為：為了在后續(xù)研究酸度因素對反應(yīng)速率影響時(shí)保持KI和淀粉濃度不變（凡表達(dá)出“控制變量”、“對比實(shí)驗(yàn)”意思的各種合理答案都得分）；
③淀粉與碘的顯色反應(yīng)在溫度升高時(shí)靈敏度會降低，高于75℃則不能顯色，所以B組實(shí)驗(yàn)中“沒出現(xiàn)藍(lán)色”，可能是溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色，
故答案為：溫度（T_B）高于75℃，淀粉與碘不顯色；
④A-C三組實(shí)驗(yàn)探究了溫度對反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度和酸度對反應(yīng)速率的影響，則D的目的是探究酸度對反應(yīng)速率的影響，所以溫度可以為39或5℃，硫酸體積可以為15mL，水、碘化鉀溶液的體積為5mL，淀粉溶液為1mL，
故答案為：

D

39或5

15

5

5

1

； 
⑤當(dāng)酸溶液體積小于10mL時(shí)，反應(yīng)速率減小，當(dāng)水溶液體積減小時(shí)，反應(yīng)速率加快，即：酸體積＜10mL時(shí)，t預(yù)測值要小于同溫對比值；若酸體積＞10mL時(shí)，t預(yù)測值要大于同溫對比值，據(jù)此可以得出結(jié)論為：酸度越大反應(yīng)速率越快，
故答案為：設(shè)計(jì)酸體積＜10mL時(shí)，t預(yù)測值要小于同溫對比值；設(shè)計(jì)酸體積＞10mL時(shí)，t預(yù)測值要大于同溫對比值；酸度越大反應(yīng)速率越快．

點(diǎn)評 本題考查鋁熱反應(yīng)、探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素等知識點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，明確影響化學(xué)反應(yīng)速率原理、鋁熱反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，注意：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素時(shí)必須只有一個(gè)因素不同，其它因素必須完全相同，題目難度中等．