Question

【题目】Ⅰ.某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。

供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。

（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下：

	操作	现象
甲	向I的锥形瓶中加入__，向I的__中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞	I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯	Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯	Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝

（2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是_______________。

（3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是________。

（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列溶液________（填序号），证明了白雾中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氢硫酸 D．品红

Ⅱ.酸性条件下KMnO4与H2C2O4（弱酸）反应常用于探究影响化学反应速率的因素。该反应的离子反应方程式为：__；由该反应生成气体体积与时间关系可得出反应过程中速率的变化情况为___，其原因是__

Ⅲ.为探讨化学反应速率的影响因素，某同学设计的实验方案如下表。（已知 I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－，其中Na2S2O3溶液均足量）

实验 序号	体积V/mL				时间/s
	Na2S2O3溶液	淀粉溶液	0.1mol/L 碘水	水
①	10.0	2.0	4.0	0.0	40
②	7.0	2.0	4.0	3.0	t1
③	5.0	2.0	4.0	Vx	t2

①该实验进行的目的是________，淀粉溶液的作用是_______。

②表中Vx=____mL；实验①中用Na2S2O3表示反应速率v(Na2S2O3)=______

Answer 1

【答案】MnO2 分液漏斗O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用不同浓度的稀硫酸作对比实验AD5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O先加快，后变慢前期反应生成了催化剂，加快了反应速率；后期随着反应进行，反应物浓度降低，速率减慢探究浓度对反应速率的影响显色剂，检验I2的存在5.01/800 mol·L－1·s－1

【解析】

Ⅰ. (1)甲实验：根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质；
(2)碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式；
(3)对比乙、丙实验可以知道，O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境，酸溶液中氢离子浓度不同，装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同；
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水，氧气和双氧水都具有氧化性，需要利用不同性质进行检验；

Ⅱ.高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子，据此书写方程式；

从从速率-时间图像可已看出，开始斜率大，后来斜率小，说明反应过程中速率的变化为先加快，后变慢，其原因是前期反应生成了催化剂，加快了反应速率；后期随着反应进行，反应物浓度降低，速率减慢；

Ⅲ. ①由表中数据可知，①②组中溶液的体积相同，仅有Na2S2O3溶液的浓度不同，说明该实验进行的目的是探究浓度对反应速率的影响；淀粉作为显色剂，检验碘的存在，可根据颜色的变化判断反应的快慢；

②由表中数据可知，①②组中溶液的体积相同为16.0mL；那么第实验③组中溶液的总体积也是16.0mL，据此求出Vx；根据=求出反应速率v(Na2S2O3)。

Ⅰ. (1)甲实验；根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向I的锥形瓶中加入MnO2固体，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞，I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质，
因此，本题正确答案是；MnO2固体；分液漏斗；
(2)碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O，
因此，本题正确答案是：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O；
(3)向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝，向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝对比乙、丙实验可以知道，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是：酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验，
因此，本题正确答案是：酸性环境；使用不同浓度的稀硫酸作对比实验；
(4)A. KMnO4，高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水，所以A选项是正确的；
B.FeCl2，氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有双氧水，故B错误；
C.氢硫酸，高锰酸钾和氧气都能够氧化氢硫酸,无法用氢硫酸检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；
D.品红遇到过氧化氢会被氧化红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，所以D选项是正确的；
因此，本题正确答案是：AD；

Ⅱ.高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子，即5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；

从从速率-时间图像可已看出，开始斜率大，后来斜率小，说明反应过程中速率的变化为先加快，后变慢，其原因是前期反应生成了催化剂，加快了反应速率；后期随着反应进行，反应物浓度降低，速率减慢；

因此，本题正确答案是：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋5Mn2＋＋8H2O ；先加快，后变慢；前期反应生成了催化剂，加快了反应速率；后期随着反应进行，反应物浓度降低，速率减慢；

Ⅲ. ①由表中数据可知，①②组中溶液的总体积相同，仅有Na2S2O3溶液的浓度不同，说明该实验进行的是探究浓度对反应速率的影响；淀粉作为显色剂，检验碘的存在，可根据颜色的变化判断反应的快慢；

②为了探究反应物浓度对化学反应速率的影响，则除了Na2S2O3溶液的浓度不同外，应保持其他影响因素一致，①②③组中溶液的总体积相同为16.0mL，实验③需补加5.0mL水，故Vx=5.0mL，

由反应式I2＋2S2O32-=S4O62-＋2I－可知，v(Na2S2O3)=2 v(I2)=×2= mol·L－1·s－1。

因此，本题正确答案是：探究浓度对反应速率的影响；显色剂，检验I2的存在； 5.0； 1/800 mol·L－1·s－1。