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(2010•龙岩模拟)已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生.若再加入双氧水,将发生反应:H2O2+2H++2I-→2H2O+I2,且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗.一段时间后,试剂X
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(2010•龙岩模拟)已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生.若再加入双氧水,将发生反应:H2O2+2H++2I-→2H2O+I2,且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗.一段时间后,试剂X将被反应生成的I2完全消耗.由于溶液中的I-继续被H2O2氧化,生成的I2与淀粉作用,溶液立即变蓝.因此,根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间,即可推算反应H2O2+2H++2I-→2H2O+I2的反应速率.
下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行):
回答下列问题:
(1)已知:实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响.实验2中m=______,n=______.
(2)已知,I2与X反应时,两者物质的量之比为1:2.实验3从开始至反应进行到2.8min时,此段时间内H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率v(I-)=______.
(3)一定温度下,H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率可以表示为v=k•ca(H2O2)•cb (I-)•c(H+)(k为常数),则:
①实验4时,烧杯中溶液开始变蓝的时间t=______.
②根据上表数据可知,a、b的值依次为______和______.
(4)实验5表明:硫酸铁能提高反应速率.
①催化剂能加快反应速率是因为催化剂______(填“提高”或“降低”)了反应活化能.
②试用离子方程式表示Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的过程.______、______(不必配平)
(5)若要探究温度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响,为了避免温度过高导致双氧水大量分解,应该采取的加热方式是______.
下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行):
编号 | 往烧杯中加入的试剂及其用量(mL) | 催化剂 | 溶液开始变蓝时间(min) | ||||
0.1 mol•L-1 KI溶液 | H2O | 0.01 mol•L-1 X 溶液 | 0.1 mol•L-1 双氧水 | 1 mol•L-1 稀盐酸 | |||
1 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 1.4 |
2 | 20.0 | m | 10.0 | 10.0 | n | 无 | 2.8 |
3 | 10.0 | 20.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 2.8 |
4 | 20.0 | 0 | 10.0 | 10.0 | 40.0 | 无 | t |
5 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 5滴Fe2(SO4)3 | 0.6 |
(1)已知:实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响.实验2中m=______,n=______.
(2)已知,I2与X反应时,两者物质的量之比为1:2.实验3从开始至反应进行到2.8min时,此段时间内H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率v(I-)=______.
(3)一定温度下,H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率可以表示为v=k•ca(H2O2)•cb (I-)•c(H+)(k为常数),则:
①实验4时,烧杯中溶液开始变蓝的时间t=______.
②根据上表数据可知,a、b的值依次为______和______.
(4)实验5表明:硫酸铁能提高反应速率.
①催化剂能加快反应速率是因为催化剂______(填“提高”或“降低”)了反应活化能.
②试用离子方程式表示Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的过程.______、______(不必配平)
(5)若要探究温度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响,为了避免温度过高导致双氧水大量分解,应该采取的加热方式是______.
▼优质解答
答案和解析
(1)由于实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响,
所以除了双氧水的浓度不同外,气体其它条件完全相同,所以m=20.0,n=20.0,
故答案为:20.0;20.0;
(2))v(X)=
=4.5×10-4mol/(L•min)
2I-→I2 1molI2消耗2molX
所以v(I-)=v(X)=4.5×10-4mol/(L•min);
故答案为:4.5×10-4mol/(L•min);
(3)①分析实验2和实验4数据可知,实验4中反应物相对于实验2只有氢离子浓度增大一倍,
根据v=k•ca(H2O2)•cb (I-)•c(H+)可知,反应速率增大一倍,故反应时间减半,所以变蓝时间为1.4min;
故答案为:1.4min;
②分析实验1和实验2,只有过氧化氢浓度改变,过氧化氢浓度加倍,则反应时间减半,
所以反应速率和过氧化氢浓度成正比,故 a=1;
分析实验1和实验3,只有碘化钾浓度改变,碘化钾浓度加倍,则反应时间减半,
所以反应速率和碘化钾浓度成正比,故 b=1;
故答案为:1,1;
(4)催化剂加快化学反应速率是降低了反应的活化能,改变了反应途径.
Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的过程可认为首先铁离子氧化碘离子为单质碘,
本身被还原为亚铁离子,过氧化氢再把亚铁离子氧化成铁离子,
反应方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:①降低 ②2Fe3++2I-=2Fe2++I2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(5)水浴加热可更好的控制温度,故答案为:水浴加热.
所以除了双氧水的浓度不同外,气体其它条件完全相同,所以m=20.0,n=20.0,
故答案为:20.0;20.0;
(2))v(X)=
0.01mol/L×0.01L |
0.08L×2.8min |
2I-→I2 1molI2消耗2molX
所以v(I-)=v(X)=4.5×10-4mol/(L•min);
故答案为:4.5×10-4mol/(L•min);
(3)①分析实验2和实验4数据可知,实验4中反应物相对于实验2只有氢离子浓度增大一倍,
根据v=k•ca(H2O2)•cb (I-)•c(H+)可知,反应速率增大一倍,故反应时间减半,所以变蓝时间为1.4min;
故答案为:1.4min;
②分析实验1和实验2,只有过氧化氢浓度改变,过氧化氢浓度加倍,则反应时间减半,
所以反应速率和过氧化氢浓度成正比,故 a=1;
分析实验1和实验3,只有碘化钾浓度改变,碘化钾浓度加倍,则反应时间减半,
所以反应速率和碘化钾浓度成正比,故 b=1;
故答案为:1,1;
(4)催化剂加快化学反应速率是降低了反应的活化能,改变了反应途径.
Fe2(SO4)3对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2催化的过程可认为首先铁离子氧化碘离子为单质碘,
本身被还原为亚铁离子,过氧化氢再把亚铁离子氧化成铁离子,
反应方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:①降低 ②2Fe3++2I-=2Fe2++I2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(5)水浴加热可更好的控制温度,故答案为:水浴加热.
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