Question

（14分）NaHSO3可被過量KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗時(shí)即有I2析出。某課題組用淀粉作指示劑，通過測(cè)定溶液變藍(lán)所用時(shí)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(duì)比實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果如下：

編號(hào)	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(shí)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(shí)驗(yàn)③，得到溫度(T)與溶液變藍(lán)所需時(shí)間(t)的關(guān)系如下圖所示(“×××”表示超過50℃后溶液不會(huì)再變藍(lán))。

①在30℃下，若溶液變藍(lán)時(shí)，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(jiǎn))。

②根據(jù)圖像，請(qǐng)你分析溫度低于50℃時(shí)，溶液變藍(lán)所需時(shí)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(cè)儀檢測(cè)出起始階段反應(yīng)速率逐漸增大，一段時(shí)間后反應(yīng)速率又逐漸減小。課題組對(duì)起始階段反應(yīng)速率逐漸增大的原因提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：反應(yīng)生成的I2對(duì)反應(yīng)起催化作用；

假設(shè)二： ；

………………

（5）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容（反應(yīng)速率可用測(cè)速儀測(cè)定）。

實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

（14分）

（1）2IO3+5HSO3=5SO42+I2+3H++H2O （2分） （2）25 （1分） 40 （1分）

（3）① 2n/（50×10-3×65）

②溫度低于30℃時(shí)，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越短；溫度高于30℃時(shí)，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越長(zhǎng)（2分，本小題具有開放性，答案合理都得分）

（4）反應(yīng)生成的H+對(duì)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(duì)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（2分，本小題具有開放性，答案合理都得分）

（5）

實(shí)驗(yàn)方案（不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期實(shí)驗(yàn)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(cè)速儀測(cè)定起始時(shí)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(cè)定其起始階段的相同時(shí)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】

試題分析：（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(shí)驗(yàn)具有可比性，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(shí)間為65s，溶液變藍(lán)時(shí)，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65mL，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(shí)溶液變藍(lán)所需時(shí)間最少，溫度低于30℃時(shí)，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越短；溫度高于30℃時(shí)，溫度越高，溶液變藍(lán)所需時(shí)間越長(zhǎng)。

（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(duì)反應(yīng)起催化作用；所以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，一個(gè)燒杯將NaHSO3溶液與過量KIO3溶液混合，用測(cè)速儀測(cè)定起始時(shí)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(duì)比二者反應(yīng)速率進(jìn)行檢驗(yàn)。

考點(diǎn)：本題考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、離子方程式的書寫、反應(yīng)速率的計(jì)算及影響因素。