Question

【題目】NaHSO3可被過量KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗時即有I2析出。某課題組用淀粉作指示劑，通過測定溶液變藍(lán)所用時間來探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。

（1）寫出NaHSO3溶液與過量KIO3溶液反應(yīng)生成I2的離子方程式：____________。

（2）調(diào)節(jié)反應(yīng)物濃度和溫度進(jìn)行對比實驗，記錄結(jié)果如下：

編號	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反應(yīng)溫度/℃	溶液變藍(lán)的時間t/s
①	10	15	a	10	t1
②	10	40	0	10	t2
③	10	b	0	20	t3

表中a=________，b=________。

（3）改變反應(yīng)溫度，重復(fù)實驗③，得到溫度(T)與溶液變藍(lán)所需時間(t)的關(guān)系如下圖所示(“×××”表示超過50℃后溶液不會再變藍(lán))。

①在30℃下，若溶液變藍(lán)時，I2的物質(zhì)的量為n mol，則從反應(yīng)開始至溶液變藍(lán)，IO3-的平均反應(yīng)速率______mol·L-1·s-1(寫出表達(dá)式即可，不要化簡)。

②根據(jù)圖像，請你分析溫度低于50℃時，溶液變藍(lán)所需時間與反應(yīng)溫度的關(guān)系：____。

（4）將NaHSO3溶液與KIO3溶液混合(預(yù)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(yīng)速率逐漸增大，一段時間后反應(yīng)速率又逐漸減小。課題組對起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的原因提出如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：反應(yīng)生成的I2對反應(yīng)起催化作用；

假設(shè)二：_________________________________________；

（5）請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容（反應(yīng)速率可用測速儀測定）：____。

實驗方案（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實驗現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

【答案】2IO3+5HSO3=5SO42+I2+3H++H2O 25 40 2n/（50×10-3×65） 溫度低于30℃時，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越短；溫度高于30℃時，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越長 反應(yīng)生成的H+對反應(yīng)起催化作用，H+濃度越大反應(yīng)速率越快；或反應(yīng)生成的SO42對反應(yīng)起催化作用，SO42濃度越大反應(yīng)速率越快；或該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高導(dǎo)致反應(yīng)速率加快

實驗方案（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實驗現(xiàn)象和結(jié)論
在燒杯甲中將NaHSO3溶液與過量KIO3溶液混合，用測速儀測定起始時的反應(yīng)速率v（甲）；在燒杯乙中進(jìn)行同一反應(yīng)（不同的是乙燒杯中預(yù)先加入少量I2，其它反應(yīng)條件均完全相同），測定其起始階段的相同時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（乙）	若v（甲）=v（乙），則假設(shè)一不成立；若v（甲）＜v（乙），則假設(shè)一成立。

【解析】

（1）NaHSO3溶液與過量KIO3溶液反應(yīng)生成I2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理和元素守恒，IO3與HSO3反應(yīng)生成SO42、I2、H+和H2O，則離子方程式為：2IO3+5HSO3＝5SO42+I2+3H++H2O。

（2）為了使這3組實驗具有可比性，根據(jù)控制變量法可知溶液的體積應(yīng)相等，所以a=25mL；b=40mL。

（3）①根據(jù)圖像，從反應(yīng)開始至溶液變藍(lán)需要的時間為65s，溶液變藍(lán)時，I2的物質(zhì)的量為n mol，則消耗IO3-物質(zhì)的量為2n mol，根據(jù)表中數(shù)據(jù)溶液的體積為50mL，則v（IO3）=2n/（50×10-3×65）mol·L-1·s-1。

②根據(jù)圖像可以看出，30℃時溶液變藍(lán)所需時間最少，溫度低于30℃時，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越短；溫度高于30℃時，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時間越長。

（4）該反應(yīng)除了生成I2，還生成了SO42和H+，則假設(shè)二起催化作用的可能為H+或SO42，也可以從溫度升高等方面提出假設(shè)。

（5）假設(shè)一為反應(yīng)生成的I2對反應(yīng)起催化作用，所以驗證實驗為對比實驗，一個燒杯將NaHSO3溶液與過量KIO3溶液混合，用測速儀測定起始時的反應(yīng)速率v（甲）；另一燒杯預(yù)先加入少量I2，其它反應(yīng)條件均完全相同，通過對比二者反應(yīng)速率進(jìn)行檢驗。