Question

碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.50mol•L^-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol•L^-1 K₂S₂O₈、0.10mol•L^-1 Na₂S₂O₃等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。

已知：S₂O₈^2-+2I^-=2SO₄^2-+I₂（慢） I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-（快）

（1）向KI、Na₂S₂O₃与淀粉的混合溶液中加入一定量的K₂S₂O₈溶液，当溶液中的　       　耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S₂O₃^2-与S₂O₈^2-初始的物质的量需满足的关系为：n(S₂O₃^2-)：n(S₂O₈^2-)　 　。

（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：

实验 序号	体积V/mL
K2S2O8溶液	水	KI溶液	Na2S2O3溶液	淀粉溶液
①	10.0	0.0	4.0	4.0	2.0
②	9.0	1.0	4.0	4.0	2.0
③	8.0	Vx	4.0	4.0	2.0

表中Vx=　    　mL，理由是　                 　。

（3）已知某条件下，浓度c(S₂O₈^2-)～反应时间t的变化曲线如图13，若保持其它条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S₂O₈^2-)～反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。

（4）碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料，该电池反应为：2Li(s)+I₂(s)=2LiI(s) △H

已知：4Li(s)+O₂(g)=2Li₂O(s) △H₁

4LiI(s)+O₂(g)=2I₂(s)+2Li₂O(s) △H₂

则电池反应的△H=        ；碘电极作为该电池的　      　极。

Answer

（1）Na2S2O3；＜2（2）2；理由是保证其他条件不变，只改变反应物K2S2O8浓度，从而才到达对照实验目的（3）（4）；正极

【解析】

（1）根据KI、Na2S2O3与淀粉的反应原理解答，注意反应过程的快慢问题；

（2）根据实验目的及表格数据分析，从而确定Vx的大小及理由，注意探究物质的量浓度对反应速率影响时，其它条件应相同；

（3）降低温度，化学反应速率减小，则到达平衡时间延长；加入催化剂，增大反应速率，则缩短反应到达平衡时间；

（4）将第一个方程式与第二个方程式相减再除以2，焓变进行相应改变，正极上得电子发生还原反应．

（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生S2O82-+2I-═2SO42-+I2(慢)，后发生I2+2S2O32-═S4O62-+2I-(快)，当S2O32﹣耗尽后，碘才能与淀粉作用显示蓝色，根据I2+2S2O32-═S4O62-+2I-(快)方程式知，I2与S2O32﹣的物质的量的关系为1：2，即1mol碘需2mol S2O32-，根据方程式S2O82-+2I-═2SO42-+I2知，生成1mol碘需为1mol S2O82﹣，即n(S2O32-)：n(S2O82-)=2：1，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，即n(S2O32-)：n(S2O82﹣)＜2；

（1）对照实验1和2发现，实验2取的0.20mol•L-1 K2S2O8溶液的体积9mL，比实验1少了1mL，说明取的K2S2O8物质的量少，加水1mL，保证了溶液的体积不变，所以在其它条件不变的情况下，探究的是该反应速率与K2S2O8浓度的关系，同样原理对照实验1和3，为保证溶液的体积相同，须加2mL水；

（1）保持其它条件不变，降低温度，反应速率降低，到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变长，而使用催化剂，能加快化学反应速率，所以到达液颜色将由无色变成为蓝色的时间变短，故答案为

；

（1）①4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s) △H1

②4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s) △H2

将方程式得2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)，△H=，该反应中碘得电子发生还原反应，所以碘是在正极上发生反应，故答案为；正极。