Question

已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發生。
①向其中滴加雙氧水，發生反應：H₂O₂+2H⁺+2Iˉ=2H₂O+I₂；
②生成的I₂立即與試劑X反應，當試劑X消耗完后，生成的 I₂才會遇淀粉變藍因此，根據試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算：H₂O₂+2H⁺+2Iˉ= 2H₂O+I₂的反應速率。
下表為某同學依據上述原理設計的實驗及實驗記錄（各實驗均在室溫條件下進行）：

編號	往燒杯中加入的試劑及其用量（mL）					催化劑	開始變藍時間（min）
	0．1 mol·Lˉ1 KI溶液	H2O	0．01 mol·Lˉ1 X溶液	0．1mol·Lˉ1 雙氧水	1 mol·L1 稀鹽酸
1	20．0	10．0	10．0	20．0	20．0	無	1．4
2	20．0	m	10．0	10．0	n	無	2．8
3	10．0	20．0	10．0	20．0	20．0	無	2．8
4	20．0	10．0	10．0	20．0	20．0	5滴Fe2(SO4)3	0．6

 
（1）已知：實驗1、2的目的是探究H₂O₂濃度對H₂O₂+2H⁺+2Iˉ= 2H₂O+I₂反應速率的影響。實驗2中m=            ，n=              。
（2）已知，I₂與X完全反應時，兩者物質的量之比為1∶2。按表格中的X和KI的加入量，加入V（H₂O₂）>________，才確保看到藍色。
（3）實驗1，濃度c(X)～ t的變化曲線如圖，若保持其它條件不變，請在答題卡坐標圖中，分別畫出實驗3、實驗4，c(X) ～ t的變化曲線圖（進行相應的標注）。
 
（4）實驗4表明：硫酸鐵能提高反應速率。催化劑能加快反應速率是因為催化劑      (填“提高”或“降低”)了反應活化能。
（5）環境友好型鋁—碘電池已研制成功，已知電池總反應為：2Al(s)+3I₂(s)2AlI₃(s)。含Iˉ傳導有機晶體合成物作為電解質，該電池負極的電極反應為：________________________，充電時Al連接電源的___________極。
（6）已知：N₂H₄(l) +2H₂O₂(l)= N₂(g)+4H₂O(g) △H1= －640kJ/mol  
H₂O（l）=H₂O（g）  △H2＝+44.0kJ/mol
則0.25mol 液態肼與液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量是           。

Answer 1

（17分）
（1）20．0（2分）  20．0 （2分）   
（2）0．5mL （2分） 
（3）畫圖3分（標注1分）

（4）降低（2分）
（5）Al—3e^－+3I^－= AlI₃ （2分）  負極（2分）
（6）204 kJ  （2分）

解析試題分析：（1）實驗1、2的目的是探究過氧化氫濃度對反應速率的影響，則KI溶液的濃度和體積、X的濃度和體積、稀鹽酸的濃度和體積必須相同，所以n=20.0；由于溶液的總體積相等，則m=20.0，使實驗1中雙氧水的濃度大于實驗2，符合控制變量設計實驗方案的要求；（2）由于n=c?V，根據表中數據可以求X的物質的量為 0.0001mol，由于I₂與X完全反應時，兩者物質的量之比為1∶2，則消耗I₂的物質的量為0.00005mol，由于H₂O₂+2H⁺+2Iˉ= 2H₂O+I₂中過氧化氫與碘單質的系數之比等于物質的量之比，則需要過氧化氫的物質的量為0.00005mol，只有過氧化氫的物質的量大于0.00005mol時，碘單質才會過量，才能確保藍色，由于V=n/c，則V（H₂O₂）>0.00005mol÷0．1mol·Lˉ¹=0.0005L="0." 5mL；（3）實驗1→3，就是減小KI溶液濃度，減小反應物濃度，反應速率減小，該反應能進行到底，則X溶液濃度減小到0的時間比實驗1多一些；實驗1→4，就是使用了5滴硫酸鐵作催化劑，催化劑能加快反應速率，該反應能進行到底，則X溶液濃度減小到0的時間明顯比實驗1少一些；（4）催化劑能加快反應速率，主要原因是催化劑能降低反應的活化能；（5）負極發生氧化反應，所含元素化合價升高，反應物失去電子，根據電子、電荷、原子守恒原理可得：Al—3e^－+3I^－= AlI₃；充電時總反應為2AlI₃(s)2Al(s)+3I₂(s)，鋁元素的化合價由+3價降為0價，發生還原反應，由于電解池中陰極發生還原反應，陰極與直流電源的負極相連，則Al連接電源的負極；（6）先將已知熱化學方程式編號為①②，根據蓋斯定律和題意，由①—②×4可得：N₂H₄(l) +2H₂O₂(l)= N₂(g)+4H₂O(l) △H= －816kJ/mol，則1mol液態肼液態雙氧水反應生成液態水時放出772kJ熱量，因此0.25mol液態肼液態雙氧水反應生成液態水時放出的熱量為0.25×816kJ=204kJ。
考點：考查化學反應原理，涉及設計實驗方案探究濃度對反應速率的影響、物質的量在化學方程式或離子方程式中的應用、物質的量濃度、溶液的體積、物質的量、濃度和催化劑影響反應速率的圖像、催化劑影響反應速率的原因、新型充電電池、負極反應式、電解原理、蓋斯定律、反應熱的有關計算等。