Question

13．某研究性學習小組向一定量的NaHSO₃溶液（加入少量淀粉）中加入稍過量的KIO₃溶液，一段時間后，溶液突然變藍色．為進一步研究有關因素對反應速率的影響，探究如下．
（1）查閱資料 知NaHSO₃與過量KIO₃反應分為兩步進行，且其反應速率主要由第一步反應決定．已知第一步反應的離子方程式為IO₃^-+3HSO₃^-═3SO₄^2-+I^-+3H⁺，則第二步反應的離子方程式為IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
（2）通過測定溶液變藍所用時間來探究外界條件對該反應速率的影響，記錄如表．

編號	0.01mol/LNaHSO3溶液/mL	0.01mol/L KIO3 溶液/mL	H2O/mL	反應溫度 /℃	溶液變藍所用時間t/s
①	6.0	10.0	4.0	15	t1
②	6.0	14.0	0	15	t2
③	6.0	a	b	25	t3

實驗①②是探究KIO₃溶液的濃度或者濃度對反應速率的影響，表中t₁＞t₂（填“＞”、“=”或“＜”）；
實驗①③是探究溫度對反應速率的影響，表中a=10.0，b=4.0．
（3）將NaHSO₃溶液與KIO₃溶液在恒溫條件下混合，用速率檢測儀檢測出起始階段反應速率逐漸增大．該小組對其原因提出如下假設，請你完成假設二．
假設一：生成的SO₄^2-對反應起催化作用；
假設二：生成的I^-或H⁺對反應起催化作用；
…
（4）請你設計實驗驗證上述假設一，完成如表中內(nèi)容．

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期實驗現(xiàn)象和結論
在燒杯甲中將一定量的NaHSO3溶液與KIO3溶液混合，用速率檢測儀測定起始時的反應速率v（甲） 在燒杯乙中先加入少量①Na2SO4粉末，其他條件與甲完全相同，用速率檢測儀測定起始時的反應速率v（乙）	②若v（甲）=v（乙），則假設一不成立 ③若v（甲）＜v（乙），則假設一成立 （填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

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，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)表格，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，其它條件都一樣，據(jù)此判斷實驗目的；濃度越大，反應速率越快，需要的時間則越��；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，據(jù)此答題；
（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，生成的SO₄^2-對反應起催化作用，則在其中一個實驗中先進入硫酸鈉，根據(jù)反應速率進行判斷．

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，對比①②的數(shù)據(jù)，可以看出KIO₃的濃度不一樣，所以實驗①②是探究濃度對反應速率的影響；由于濃度越大，反應速率越快，則t₂較小，
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a=10.0、b=4.0，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；＞；10.0；4.0；
（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：生成的I^-或H⁺對反應起催化作用；
（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，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：Na₂SO₄粉末；=；＜．

點評 本題考查了探究影響化學反應速率的因素的方法，題目難度中等，明確實驗目的及對比實驗的設計方法為解答關鍵，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力，注意熟練掌握溫度、催化劑、濃度等因素對化學反應速率的影響．