Question

已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無(wú)反應(yīng)發(fā)生。

①向其中滴加雙氧水，發(fā)生反應(yīng)：H₂O₂+2H⁺+2Iˉ =2H₂O+I₂；

②生成的I₂立即與試劑X反應(yīng)，當(dāng)試劑X消耗完后，生成的 I₂ 才會(huì)遇淀粉變藍(lán)因此，根據(jù)試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍(lán)所需的時(shí)間，即可推算：H₂O₂+2H⁺+2Iˉ = 2H₂O+I₂的反應(yīng)速率。

下表為某同學(xué)依據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)記錄（各實(shí)驗(yàn)均在室溫條件下進(jìn)行）：

編號(hào)	往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）	催化劑	開(kāi)始變藍(lán)時(shí)間（min）
0．1 mol·Lˉ1 KI溶液	H2O	0．01 mol·Lˉ1 X 溶液	0．1mol·Lˉ1 雙氧水	1 mol·L1 稀鹽酸
1	20．0	10．0	10．0	20．0	20．0	無(wú)	1．4
2	20．0	m	10．0	10．0	n	無(wú)	2．8
3	10．0	20．0	10．0	20．0	20．0	無(wú)	2．8
4	20．0	10．0	10．0	20．0	20．0	5滴Fe2(SO4)3	0．6

 

（1）已知：實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究H₂O₂濃度對(duì)H₂O₂+2H⁺+2Iˉ = 2H₂O+I₂反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)2中m=             ，n=               。

（2）已知，I₂與X完全反應(yīng)時(shí)，兩者物質(zhì)的量之比為1∶2。按表格中的X和KI的加入量，加入V（H₂O₂）>________，才確�？吹剿{(lán)色。

（3）實(shí)驗(yàn)1，濃度c(X)～ t的變化曲線如圖，若保持其它條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中，分別畫(huà)出實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)4，c(X) ～ t的變化曲線圖（進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注）。

 

（4）實(shí)驗(yàn)4表明：硫酸鐵能提高反應(yīng)速率。催化劑能加快反應(yīng)速率是因?yàn)榇呋瘎?u>       (填“提高”或“降低”)了反應(yīng)活化能。

（5）環(huán)境友好型鋁—碘電池已研制成功，已知電池總反應(yīng)為：2Al(s)+3I₂(s)2AlI₃(s)。含Iˉ傳導(dǎo)有機(jī)晶體合成物作為電解質(zhì)，該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：________________________，充電時(shí)Al連接電源的___________極。

（6）已知：N₂H₄(l) +2H₂O₂(l)= N₂(g)+4H₂O(g)  △H1= －640kJ/mol  

H₂O（l）=H₂O（g）   △H2＝+44.0kJ/mol

則0.25mol 液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是            。

 

Answer 1

【答案】

（17分）

（1）20．0（2分）  20．0 （2分）   

（2）0．5mL （2分） 

（3）畫(huà)圖3分（標(biāo)注1分）

（4）降低（2分）

（5）Al—3e^－+3I^－= AlI₃ （2分）   負(fù)極（2分）

（6）204 kJ   （2分）

【解析】

試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究過(guò)氧化氫濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則KI溶液的濃度和體積、X的濃度和體積、稀鹽酸的濃度和體積必須相同，所以n=20.0；由于溶液的總體積相等，則m=20.0，使實(shí)驗(yàn)1中雙氧水的濃度大于實(shí)驗(yàn)2，符合控制變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的要求；（2）由于n=c•V，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求X的物質(zhì)的量為 0.0001mol，由于I₂與X完全反應(yīng)時(shí)，兩者物質(zhì)的量之比為1∶2，則消耗I₂的物質(zhì)的量為0.00005mol，由于H₂O₂+2H⁺+2Iˉ = 2H₂O+I₂中過(guò)氧化氫與碘單質(zhì)的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則需要過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量為0.00005mol，只有過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量大于0.00005mol時(shí)，碘單質(zhì)才會(huì)過(guò)量，才能確保藍(lán)色，由于V=n/c，則V（H₂O₂）>0.00005mol÷0．1mol·Lˉ¹=0.0005L=0. 5mL；（3）實(shí)驗(yàn)1→3，就是減小KI溶液濃度，減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減小，該反應(yīng)能進(jìn)行到底，則X溶液濃度減小到0的時(shí)間比實(shí)驗(yàn)1多一些；實(shí)驗(yàn)1→4，就是使用了5滴硫酸鐵作催化劑，催化劑能加快反應(yīng)速率，該反應(yīng)能進(jìn)行到底，則X溶液濃度減小到0的時(shí)間明顯比實(shí)驗(yàn)1少一些；（4）催化劑能加快反應(yīng)速率，主要原因是催化劑能降低反應(yīng)的活化能；（5）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所含元素化合價(jià)升高，反應(yīng)物失去電子，根據(jù)電子、電荷、原子守恒原理可得：Al—3e^－+3I^－= AlI₃；充電時(shí)總反應(yīng)為2AlI₃(s)2Al(s)+3I₂(s)，鋁元素的化合價(jià)由+3價(jià)降為0價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陰極與直流電源的負(fù)極相連，則Al連接電源的負(fù)極；（6）先將已知熱化學(xué)方程式編號(hào)為①②，根據(jù)蓋斯定律和題意，由①—②×4可得：N₂H₄(l) +2H₂O₂(l)= N₂(g)+4H₂O(l)  △H= －816kJ/mol，則1mol液態(tài)肼液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出772kJ熱量，因此0.25mol液態(tài)肼液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為0.25×816kJ=204kJ。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)原理，涉及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式或離子方程式中的應(yīng)用、物質(zhì)的量濃度、溶液的體積、物質(zhì)的量、濃度和催化劑影響反應(yīng)速率的圖像、催化劑影響反應(yīng)速率的原因、新型充電電池、負(fù)極反應(yīng)式、電解原理、蓋斯定律、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算等。