Question

【題目】已知：將KI、鹽酸、試劑X和淀粉四種溶液混合，無反應發生。若再加入雙氧水，將發生反應：H2O2+2H++2I-→2H2O+I2，且生成的I2立即與試劑X反應而被消耗。一段時間后，試劑X將被反應生成的I2完全消耗。由于溶液中的I-繼續被H2O2氧化，生成的I2與淀粉作用，溶液立即變藍。因此，根據試劑X的量、滴入雙氧水至溶液變藍所需的時間，即可推算反應H2O2+2H++2I-→2H2O+I2的反應速率。

如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）
	0.1mol·Lˉ1KI溶液	H2O	0.01mol·Lˉ1X溶液	0.1mol·Lˉ1雙氧水	1mol·Lˉ1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++2I-→2H2O+I2反應速率的影響。實驗2中m=___，n=___。

（2）已知，I2與X反應時，兩者物質的量之比為1∶2。按面表格中的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3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。

Answer 1

【答案】20.0 20.0 0.5mL 降低

【解析】

(1)根據對比實驗的目的可知，實驗1、2的目的是探究H2O2濃度對H2O2+2H++2I→2H2O+I2反應速率的影響，只改變雙氧水濃度,其它條件相同，則鹽酸的濃度不變，所以其體積保持不變，則n=20.0；由于實驗1所用溶液總體積為(20.0+10.0+10.0+20.0+20.0)mL，實驗2所用溶液的總體積為(20.0+m+10.0+10.0+n)，由于實驗1、2所用溶液的總體積相同，n=20.0，則m=20.0，

故答案為：20.0；20.0；

(2)根據上述表格可知X的物質的量n(X)=c·V=0.01molL1×0.01L=1.0×104mol， I2與X反應時，兩者物質的量之比為1:2，所以I2的物質的量為5.0×105mol，根據化學方程式H2O2+2H++2I═2H2O+I2可求得需要H2O2的物質的量為5.0×105mol，據此求得雙氧水的體積V(H2O2)==0.5mL，為了確保看到藍色，n(I2)一定大于0.5×10ˉ4mol，n(H2O2)一定大于0.5×10ˉ4mol，即V(H2O2)>0.5mL，

故答案為：0.5mL；

(3)由于KI、雙氧水、鹽酸均過量，則X將反應完全，實驗1、3、4中X的起始濃度相同，反應停止時X的濃度也都為0；實驗1→實驗3，僅減小碘化鉀溶液的濃度，反應速率減小，X的濃度由起始濃度減小到0的時間增大，實驗3和實驗1的起點和終點值相同，中間過程的曲線在實驗1曲線的右邊，反應的時間比實驗1長；實驗1→實驗4，其他條件相同，僅使用了催化劑，反應速率加快，X的濃度由起始濃度減小到0的時間縮短，實驗4和實驗1的起點和終點值相同，中間過程的曲線在實驗1曲線的左邊，反應的時間比實驗1少，據此可以畫圖為：，

故答案為：；

(4)硫酸鐵溶液是該反應的催化劑，能加快反應速率，原因是催化劑能降低反應的活化能，

故答案為：降低；