Question

某化學小組同學向一定量加入少量淀粉的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．
（1）查閱資料知NaHSO₃與過量KIO₃反應分為以下兩步進行，第一步為IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H⁺，則第二步反應的離子方程式為

 

（2）通過測定溶液變藍所用時間來探究濃度和溫度對該反應的反應速率的影響．調節(jié)反應物濃度和溫度進行對比實驗，記錄如下：

編號	0.01mol/L NaHSO3溶液/mL	0.01mol/L KIO3溶液/mL	H2O/mL	反應溫度/℃	溶液變藍的時間t/s
①	6	10	4	15	t1
②	a	14	0	15	t2
③	6	b	c	25	t3

實驗①②是探究

 

對反應速率的影響，表中a=

 

；實驗①③是探究溫度對反應速率的影響，則表中b=

 

，c=

 

（3）改變反應溫度，重復實驗③，得到溶液變藍所需時間（t）與溫度（T）的關系如圖所示（超過50℃后溶液不會再變藍）A、B、C三點中，反應速率最快的是

 

．
（4）將NaHSO₃溶液與KIO₃溶液混合（預先加入可溶性淀粉為指示劑），用速率檢測儀檢測出起始階段反應速率逐漸增大，一段時間后反應速率又逐漸減�。�課題組對起始階段反應速率逐漸增大的原因提出如下假設，請你完成假設二和假設三：
假設一：反應生成的SO₄^2-對反應起催化作用，SO₄^2-濃度越大反應速率越快；
假設二：

 

；
假設三：

 

；
（5）請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內容（反應速率可用測速儀測定）

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

Answer 1

考點：探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

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，說明產物中有碘單質生成，由于有第一步反應IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產生碘單質的反應為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，所以實驗①②是探究濃度對反應速率的影響，而此時a應當?shù)扔?，；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b=10，c=4，據(jù)此答題；
（3）根據(jù)圖象可知，在B點達到出現(xiàn)藍色所需要的時間最短，所以反應速率最快，據(jù)此答題；
（4）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；
（5）通過對比實驗進行驗證．

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，說明產物中有碘單質生成，由于有第一步反應IO₃^-+3HSO₃^-=3SO₄^2-+3H^+-+I^-，且KIO₃溶液過量，所以能產生碘單質的反應為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，其它條件都一樣，所以實驗①②是探究濃度對反應速率的影響，而此時a應當?shù)扔?，；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b=10，c=4，
故答案為：KIO₃溶液的濃度；6；10；4；
（3）根據(jù)圖象可知，在B點達到出現(xiàn)藍色所需要的時間最短，所以反應速率最快，故答案為：B；
（4）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：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；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；
（5）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：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．

點評：本題主要考查濃度、催化劑對反應速率的影響，對學生的分析能力和邏輯推理能力有一定的要求，中等難度．