Question

【題目】Ⅰ.某化學小組同學用下列裝置和試劑進行實驗，探究O2與KI溶液發(fā)生反應的條件。

供選試劑：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。

（1）小組同學設計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下：

	操作	現(xiàn)象
甲	向I的錐形瓶中加入__，向I的__中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞	I中產生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍

（2）丙實驗中O2與KI溶液反應的離子方程式是_______________。

（3）對比乙、丙實驗可知，O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件是________。為進一步探究該條件對反應速率的影響，可采取的實驗措施是________。

（4）由甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是I中的白霧使溶液變藍。學生將I中產生的氣體直接通入下列溶液________（填序號），證明了白霧中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氫硫酸 D．品紅

Ⅱ.酸性條件下KMnO4與H2C2O4（弱酸）反應常用于探究影響化學反應速率的因素。該反應的離子反應方程式為：__；由該反應生成氣體體積與時間關系可得出反應過程中速率的變化情況為___，其原因是__

Ⅲ.為探討化學反應速率的影響因素，某同學設計的實驗方案如下表。（已知 I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－，其中Na2S2O3溶液均足量）

實驗 序號	體積V/mL				時間/s
	Na2S2O3溶液	淀粉溶液	0.1mol/L 碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	40
②	7.0	2.0	4.0	3.0	t1
③	5.0	2.0	4.0	Vx	t2

①該實驗進行的目的是________，淀粉溶液的作用是_______。

②表中Vx=____mL；實驗①中用Na2S2O3表示反應速率v(Na2S2O3)=______

Answer 1

【答案】MnO2 分液漏斗O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環(huán)境使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗AD5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O先加快，后變慢前期反應生成了催化劑，加快了反應速率；后期隨著反應進行，反應物濃度降低，速率減慢探究濃度對反應速率的影響顯色劑，檢驗I2的存在5.01/800 mol·L－1·s－1

【解析】

Ⅰ. (1)甲實驗：根據裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，I中產生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍說明生成碘單質；
(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化成碘單質，據此寫出反應的離子方程式；
(3)對比乙、丙實驗可以知道，O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件酸性環(huán)境，酸溶液中氫離子濃度不同，裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍色的速率不同；
(4)證明Ⅰ中產生的氣體中含有雙氧水，氧氣和雙氧水都具有氧化性，需要利用不同性質進行檢驗；

Ⅱ.高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，據此書寫方程式；

從從速率-時間圖像可已看出，開始斜率大，后來斜率小，說明反應過程中速率的變化為先加快，后變慢，其原因是前期反應生成了催化劑，加快了反應速率；后期隨著反應進行，反應物濃度降低，速率減慢；

Ⅲ. ①由表中數(shù)據可知，①②組中溶液的體積相同，僅有Na2S2O3溶液的濃度不同，說明該實驗進行的目的是探究濃度對反應速率的影響；淀粉作為顯色劑，檢驗碘的存在，可根據顏色的變化判斷反應的快慢；

②由表中數(shù)據可知，①②組中溶液的體積相同為16.0mL；那么第實驗③組中溶液的總體積也是16.0mL，據此求出Vx；根據=求出反應速率v(Na2S2O3)。

Ⅰ. (1)甲實驗；根據裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，向I的錐形瓶中加入MnO2固體，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞，I中產生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍說明生成碘單質，
因此，本題正確答案是；MnO2固體；分液漏斗；
(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化成碘單質，據此寫出反應的離子方程式為：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O，
因此，本題正確答案是：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O；
(3)向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍，向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍對比乙、丙實驗可以知道，O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件是：酸性環(huán)境；為進一步探究該條件對反應速率的影響，可采取的實驗措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗，
因此，本題正確答案是：酸性環(huán)境；使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗；
(4)A. KMnO4，高錳酸鉀溶液能夠將雙氧水氧化，導致高錳酸鉀溶液褪色，而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應，如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水，所以A選項是正確的；
B.FeCl2，氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子，無法證明混合氣體中含有雙氧水，故B錯誤；
C.氫硫酸，高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化氫硫酸,無法用氫硫酸檢驗混合氣體中是否含有雙氧水，故C錯誤；
D.品紅遇到過氧化氫會被氧化紅色褪去，證明混合氣體中含有雙氧水，所以D選項是正確的；
因此，本題正確答案是：AD；

Ⅱ.高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，即5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；

從從速率-時間圖像可已看出，開始斜率大，后來斜率小，說明反應過程中速率的變化為先加快，后變慢，其原因是前期反應生成了催化劑，加快了反應速率；后期隨著反應進行，反應物濃度降低，速率減慢；

因此，本題正確答案是：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；先加快，后變慢；前期反應生成了催化劑，加快了反應速率；后期隨著反應進行，反應物濃度降低，速率減慢；

Ⅲ. ①由表中數(shù)據可知，①②組中溶液的總體積相同，僅有Na2S2O3溶液的濃度不同，說明該實驗進行的是探究濃度對反應速率的影響；淀粉作為顯色劑，檢驗碘的存在，可根據顏色的變化判斷反應的快慢；

②為了探究反應物濃度對化學反應速率的影響，則除了Na2S2O3溶液的濃度不同外，應保持其他影響因素一致，①②③組中溶液的總體積相同為16.0mL，實驗③需補加5.0mL水，故Vx=5.0mL，

由反應式I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－可知，v(Na2S2O3)=2 v(I2)=×2= mol·L－1·s－1。

因此，本題正確答案是：探究濃度對反應速率的影響；顯色劑，檢驗I2的存在； 5.0； 1/800 mol·L－1·s－1。