Question

【題目】某小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：向硫酸酸化的過氧化氫溶液中加入碘化鉀、淀粉和硫代硫酸鈉的混合溶液，一段時(shí)間后溶液變藍(lán)。查閱資料知體系中存在兩個(gè)主要反應(yīng)：

反應(yīng)i：H2O2(aq) + 2I－(aq) + 2H+(aq) I2(aq) + 2H2O(l) ΔH1 = -247.5 kJ/mol

反應(yīng)ii：I2(aq) + 2S2O32-(aq) 2I－(aq) + S4O62-(aq) ΔH2 = -1021.6 kJ/mol

（1）H2O2與S2O32-反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______。

（2）下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述反應(yīng)過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整（所用試劑濃度均為0.01 mol/L）。

a．向酸化的H2O2溶液中加入________溶液，溶液幾秒后變?yōu)樗{(lán)色。

b．_________，溶液立即褪色。

（3）探究c(H+)對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)方案如下表所示。（所用試劑除H2O以外，濃度均為0.01 mol/L）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)		a	b
試 劑	H2O2/mL	5	______
	H2SO4/mL	4	2
	Na2S2O3/mL	8	_____
	KI（含淀粉）/mL	3	_____
	H2O	0	______
將上述溶液迅速混合 觀察現(xiàn)象		溶液變藍(lán)所需時(shí)間 為t1秒	溶液變藍(lán)所需時(shí)間 為t2秒

① 將實(shí)驗(yàn)b補(bǔ)充完整。

② 對(duì)比實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)b，t1_____t2（填“>”或“<”）。

③ 結(jié)合（2）中現(xiàn)象解釋溶液混合后一段時(shí)間才變藍(lán)的原因________。

④ 利用實(shí)驗(yàn)a的數(shù)據(jù)，計(jì)算t1時(shí)間內(nèi)H2O2與S2O32-反應(yīng)的平均反應(yīng)速率（用H2O2濃度的變化表示）________mol/(L·s)。

Answer 1

【答案】H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) △H=-1269.1kJ/mol 淀粉碘化鉀 向a中所得藍(lán)色溶液中加入硫代硫酸鈉溶液 5 8 3 2 < 反應(yīng)ⅰ慢，反應(yīng)ⅱ快，反應(yīng)ⅰ生成的I2立即與S2O32-反應(yīng)，直至S2O32-被消耗盡，再生成的I2才能使淀粉變藍(lán)，因此溶液混合一段時(shí)間后才變藍(lán) mol/(Ls)

【解析】

（1）已知反應(yīng)i：H2O2(aq) + 2I－(aq) + 2H+(aq) I2(aq) + 2H2O(l) ΔH1 = -247.5 kJ/mol

反應(yīng)ii：I2(aq) + 2S2O32-(aq) 2I－(aq) + S4O62-(aq) ΔH2 = -1021.6 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律，由i+ii得反應(yīng)H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) △H=ΔH1+ΔH2=-1269.1kJ/mol，故H2O2與S2O32-反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) △H=-1269.1kJ/mol；

（2）a．向酸化的H2O2溶液中加入淀粉碘化鉀溶液，碘離子被氧化生成碘單質(zhì)使淀粉變藍(lán)，故溶液幾秒后變?yōu)樗{(lán)色；

b．向a中所得藍(lán)色溶液中加入硫代硫酸鈉溶液，碘被還原生成碘離子，溶液立即褪色；

（3）探究c(H+)對(duì)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)方案如下表所示。（所用試劑除H2O以外，濃度均為0.01 mol/L），為使探究時(shí)每次只改變一個(gè)條件，所加溶液總體積必須相等，故：

① 將實(shí)驗(yàn)b補(bǔ)充完整，分別為5、8、3、2；

②對(duì)比實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)b，實(shí)驗(yàn)a中 c(H+)較大，濃度越大化學(xué)反應(yīng)速率越大，故t1<t2；

③反應(yīng)ⅰ慢，反應(yīng)ⅱ快，反應(yīng)ⅰ生成的I2立即與S2O32-反應(yīng)，直至S2O32-被消耗盡，再生成的I2才能使淀粉變藍(lán)，因此溶液混合一段時(shí)間后才變藍(lán)；

④ 利用實(shí)驗(yàn)a的數(shù)據(jù)，用H2O2濃度的變化表示t1時(shí)間內(nèi)H2O2與S2O32-反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為mol/(L·s)。