Question

“碘钟”实验中，3I^－＋S₂O₈^2-===I₃^-＋2SO₄^2-的反应速率可以用I₃^-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃下进行实验，得到 的数据如下表：

实验编号	①	②	③	④	⑤
c(I－)/mol·L－1	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c(S2O82-)/mol·L－1	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t/s	88.0	44.0	22.0	44.0	t1

回答下列问题：
(1)该实验的目的是_____________________________________________________________。
(2)显色时间t₁＝________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t₂的范围为________(填字母)。
A．<22.0 s     B．22.0～44.0 s
C．>44.0 s     D．数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是____________________________________
________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）研究化学反应速率和反应物浓度的关系 （2）29.3   (3) A （每空2分）
(4)化学反应速率与反应物浓度的乘积成正比

试题分析：（1）根据表中数据可分析出c（I^-）、c（S₂O₃^2-）浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I^-与S₂O₈^2-的浓度对反应速率的影响，即该实验的目的研究化学反应速率和反应物浓度的关系。
（2）对比数据组①和②，可以看到，c（S₂O₈^2-）不变，c（I^-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率加快了一倍；对比数据组②和③，可以看到，c（I^-）不变，c（S₂O₈^2-）增大到2倍时，反应时间缩短了一半，即反应速率也加快了一倍；对比数据组③和④，可以看到，c（S₂O₈^2-）增大到2倍时，c（I^-）变为1/4倍时，反应时间增大了一倍，即反应速率减慢了一倍；对比数据组对比数据组①和③，可以看到，c（I^-）和c（S₂O₈^2-）均增大到2倍时，反应时间为原反应时间的1/4，即反应速率加快了4倍。可见两个反应物的浓度和反应速率之间的数学关系是：反应物浓度每增加一倍，反应时间就减少一倍，对于两个反应物来说都是如此，因此可得出结论：反应速率与反应物起始浓度乘积成正比。对比实验①和⑤，实验⑤的c（I^-）为实验①的3倍，而c（S₂O₈^2-）保持不变，则由此可计算实验⑤的反应时间应为实验①反应时间的1/3，即t₁＝88s×1/3＝29.3s。
（3）升高温度反应速率加快，所以显蓝色所需时间减少，40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t₂的范围为＜22.0s，即答案选A。
（4）根据以上分析比较可得到的结论是化学反应速率与反应物浓度的乘积成正比。
点评：该题综合性强，难点较大，对学生的要求高。本题通过陌生情景考查化学反应速、影响化学反应速率的外界因素（浓度）、学生对图表的观察、分析以及学生对实验数据的分析、整理、归纳等方面的思维能力，难度较大。解决该类试题应注意：①认真审题，明确实验目的，理解直接测量与实验目的间的逻辑和数学关系；②理解控制变量的思想在实验设计和数据分析中的运用。