Question

【題目】某小組進行實驗：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，一段時間后溶液變藍。查閱資料知體系中存在兩個主要反應：

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

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

（1）H2O2與S2O32-反應的熱化學方程式為______。

（2）下列實驗方案可證實上述反應過程。將實驗方案補充完整（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，溶液幾秒后變為藍色。

b．_________，溶液立即褪色。

（3）探究c(H+)對反應速率的影響，實驗方案如下表所示。（所用試劑除H2O以外，濃度均為0.01 mol/L）

實驗序號		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 觀察現象		溶液變藍所需時間 為t1秒	溶液變藍所需時間 為t2秒

① 將實驗b補充完整。

② 對比實驗a和實驗b，t1_____t2（填“>”或“<”）。

③ 結合（2）中現象解釋溶液混合后一段時間才變藍的原因________。

④ 利用實驗a的數據，計算t1時間內H2O2與S2O32-反應的平均反應速率（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中所得藍色溶液中加入硫代硫酸鈉溶液 5 8 3 2 < 反應ⅰ慢，反應ⅱ快，反應ⅰ生成的I2立即與S2O32-反應，直至S2O32-被消耗盡，再生成的I2才能使淀粉變藍，因此溶液混合一段時間后才變藍 mol/(Ls)

【解析】

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

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

根據蓋斯定律，由i+ii得反應H2O2(aq)+2S2O32-(aq)+2H+(aq)=S4O62-(aq)+2H2O(l) △H=ΔH1+ΔH2=-1269.1kJ/mol，故H2O2與S2O32-反應的熱化學方程式為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使淀粉變藍，故溶液幾秒后變為藍色；

b．向a中所得藍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+)對反應速率的影響，實驗方案如下表所示。（所用試劑除H2O以外，濃度均為0.01 mol/L），為使探究時每次只改變一個條件，所加溶液總體積必須相等，故：

① 將實驗b補充完整，分別為5、8、3、2；

②對比實驗a和實驗b，實驗a中 c(H+)較大，濃度越大化學反應速率越大，故t1<t2；

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

④ 利用實驗a的數據，用H2O2濃度的變化表示t1時間內H2O2與S2O32-反應的平均反應速率為mol/(L·s)。