Question

将浓度均为0.01 mol/L的H₂O₂、H₂SO₄、KI、Na₂S₂O₃溶液及淀粉混合，一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。

已知该“碘钟实验”的总反应为H₂O₂+2S₂O₃^2-+2H⁺=S₄O₆^2-+2H₂O，反应分反应A. H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O和反应B两步进行。

(1)反应B的离子方程式为__________。对于总反应，I^-的作用相当于__________。

(2)为证明反应A、B的存在，进行实验Ⅰ：

a．向酸化的H₂O₂溶液中加入试剂X的水溶液，溶液变为蓝色。

b．再向得到的蓝色溶液中加入Na₂S₂O₃溶液，溶液的蓝色褪去。

则试剂X应该为____________(从题干所涉及试剂中选择)。

(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素，进行实验Ⅱ、实验Ⅲ。(溶液浓度均为0.01 mol/L)

	H2O2溶液	H2SO4溶液	Na2S2O3溶液	KI溶液(含淀粉)	H2O
实验Ⅱ	5	4	8	3	0
实验Ⅲ	5	2	x	y	z

结果为溶液从混合时的无色变为蓝色的时间：实验Ⅱ＜实验Ⅲ。

①实验Ⅲ中，x、y、z所对应的数值分别是_________。

②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ，可得出的实验结论是____________。

Answer

I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 催化剂 淀粉、碘化钾 8、3、2 其它条件不变，增大氢离子(或硫酸)浓度可以加快反应速率

【解析】

(1)该“碘钟实验”的总反应：①H2O2+2S2O32-+2H+=S4O62-+2H2O，

反应分两步进行：

反应A：②H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O

反应B：①-②得到，I-的作用是反应过程中的催化剂；

(2)a．向酸化的H2O2溶液中加入试剂X的水溶液，溶液变为蓝色说明验证的是碘单质，需要淀粉、KI溶液，过氧化氢酸溶液氧化碘离子生成碘单质；

b．再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液，溶液的蓝色褪去，证明碘单质氧化Na2S2O3溶液，变为I-；

(3)①采用控制变量方法研究，由于H2O2的量相同，硫酸溶液体积不同，Na2S2O3溶液、KI溶液必须与前一个实验相同，且溶液总体积与前一个实验要相同；

②变色时间越长说明反应速率越慢。

(1)该“碘钟实验”的总反应：①H2O2+2S2O32-+2H+=S4O62-+2H2O，

反应分两步进行：

反应A：②H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O

反应B：①-②可得该反应的离子方程式：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-；对于总反应，I-的作用相当于催化剂；

(2)在酸性条件下，H2O2具有氧化性会将KI氧化为I2，I2遇到淀粉变蓝色；I2具有氧化性，可以氧化Na2S2O3溶液，发生反应I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，I2被还原为I-，则试剂X为KI淀粉溶液；

(3)①为了方便研究在反应中要采取控制变量方法进行研究，即只改变一个反应条件，其它条件相同，依据表格数据可知，实验Ⅲ跟实验Ⅱ比硫酸体积减少，所以其它条件都相同，而且混合后总体积也要相同，故实验Ⅲ中，x、y、z所对应的数值分别是：8、3、2；

②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ，可得出的实验结论是：在其它条件不变时，溶液酸性越强，氢离子浓度越大，化学反应速率越快，即增大氢离子浓度可以加快反应速率。