Question

7．碘在科研与生活中有重要应用．某兴趣小组用0.50mol•L^-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol•L^-1K₂S₂O₈、0.10mol•L^-1Na₂S₂O₃等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响．
已知：S₂O^2-₈+2I^-═2SO^2-₄+I₂（慢）
I₂+2S₂O^2-₃═2I^-+S4O^2-₆（快）
（1）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：

实验序号	体积V/mL
	K2S2O8溶液	水	KI溶液	Na2S2O3溶液	淀粉溶液
①	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
②	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
③	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中V_x=2mL，理由是理由是保证反应物K₂S₂O₈浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的．
（2）已知某条件下，浓度c（S₂O^2-₈）～反应时间t的变化曲线如图，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S₂O^2-₈）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）．
（3）向KI、Na₂S₂O₃与淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，当溶液中的S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S₂O^2-₃与S₂O^2-₈初始的物质的量需满足的关系为：n（S₂O^2-₃）：n（S₂O^2-₈）＜2：1．
（4）碘也可用作心脏起搏器电源--锂碘电池的材料．
该电池反应为：2Li（s）+I₂（s）═2LiI（s）△H
已知：
4Li（s）+O₂（g）═2Li₂O（s）△H₁
4LiI（s）+O₂（g）═2I₂ （s）+2Li₂O（s）△H₂
则电池反应的△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；碘电极作为该电池的正极．

Answer 1

分析 （1）根据实验1、2、3的异同点解答；
（2）根据降低温度和使用催化剂对反应速率的影响解答；
（3）慢反应中有I₂生成，使溶液变蓝色，而快反应中消耗I₂，慢反应决定反应速率，慢反应中生成I₂大于快反应中消耗的I₂，可以观察到溶液变蓝色；
（4）将第一个方程式与第二个方程式相减再除以2，焓变进行相应改变，正极上得电子发生还原反应．

解答 解：（1）对照实验1和2发现，实验2取的0.20mol•L^-1K₂S₂O₈溶液的体积9mL，比实验1少了1mL，说明取的K₂S₂O₈物质的量少，加水1mL，保证了溶液的体积不变，所以在其它条件不变的情况下，探究的是该反应速率与K₂S₂O₈浓度的关系，同样原理对照实验1和3，为保证溶液的体积相同，须加2mL水，
故答案为：2；理由是保证反应物K₂S₂O₈浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的；
（2）保持其它条件不变，降低温度，反应速率降低，到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变长，而使用催化剂，能加快化学反应速率，所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短，
故答案为：；
（3）慢反应中有I₂生成，使溶液变蓝色，而快反应中消耗I₂，慢反应决定反应速率，当溶液中的 S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃耗尽后，碘才能与淀粉作用显示蓝色；
根据I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^- （快）可知，1mol碘需2molS₂O₃^2-，根据方程式S₂O₈^2-+2I^-═2SO₄^2-+I₂可知，生成1mol碘需为1molS₂O₈^2-，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，即n（S₂O₃^2-）：n（S₂O₈^2-）＜2：1，
故答案为：S₂O₃^2-或Na₂S₂O₃；＜2：1；
（4）①4Li（s）+O₂ （g）=2Li₂O（s）△H₁
②4LiI（s）+O₂ （g）=2I₂ （s）+2Li₂O（s）△H₂
将方程式$\frac{①-②}{2}$得2Li（s）+I₂ （s）=2LiI（s），△H=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；该反应中碘得电子发生还原反应，所以碘是在正极上发生反应，
故答案为：$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{1}}{2}$；正极．

点评 本题考查了实验探究，注意探究外界条件对化学反应影响时，只能改变一个条件，其它条件必须相同，否则不能得出正确结论，注意对实验现象的分析，化学反应速率与图象的关系，盖斯定律的应用，本题综合性较强．