Question

NaHSO₃可被过量KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗时即有I₂析出。某课题组用淀粉作指示剂，通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。

（1）写出NaHSO₃溶液与过量KIO₃溶液反应生成I₂的离子方程式：____________。

（2）调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录结果如下：

编号	0.02mol/LNaHSO3溶液/mL	0.02mol/LKIO3溶液/mL	H2O/mL	反应温度/℃	溶液变蓝的时间t/s
①	10	15	a	10	t1
②	10	40	0	10	t2
③	10	b	0	20	t3

表中a=________，b=________。

（3）改变反应温度，重复实验③，得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝)。

①在30℃下，若溶液变蓝时，I₂的物质的量为n mol，则从反应开始至溶液变蓝，IO₃^-的平均反应速率______mol·L^-1·s^-1(写出表达式即可，不要化简)。

②根据图像，请你分析温度低于50℃时，溶液变蓝所需时间与反应温度的关系：____。

（4）将NaHSO₃溶液与KIO₃溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂)，用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设，请你完成假设二：

假设一：反应生成的I₂对反应起催化作用；

假设二：_________________________________________；

（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）：____。

实验方案（不要求写出具体操作过程）	预期实验现象和结论

Answer

2IO3‾+5HSO3‾=5SO42‾+I2+3H++H2O 25 40 2n/（50×10-3×65） 温度低于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长 反应生成的H+对反应起催化作用，H+浓度越大反应速率越快；或反应生成的SO42‾对反应起催化作用，SO42‾浓度越大反应速率越快；或该反应是放热反应，温度升高导致反应速率加快

实验方案（不要求写出具体操作过程）

预期实验现象和结论

在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定起始时的反应速率v（甲）；在烧杯乙中进行同一反应（不同的是乙烧杯中预先加入少量I2，其它反应条件均完全相同），测定其起始阶段的相同时间内的反应速率v（乙）

若v（甲）=v（乙），则假设一不成立；若v（甲）＜v（乙），则假设一成立。

【解析】

（1）NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2，根据氧化还原反应原理和元素守恒，IO3‾与HSO3‾反应生成SO42‾、I2、H+和H2O，则离子方程式为：2IO3‾+5HSO3‾＝5SO42‾+I2+3H++H2O。

（2）为了使这3组实验具有可比性，根据控制变量法可知溶液的体积应相等，所以a=25mL；b=40mL。

（3）①根据图像，从反应开始至溶液变蓝需要的时间为65s，溶液变蓝时，I2的物质的量为n mol，则消耗IO3-物质的量为2n mol，根据表中数据溶液的体积为50mL，则v（IO3‾）=2n/（50×10-3×65）mol·L-1·s-1。

②根据图像可以看出，30℃时溶液变蓝所需时间最少，温度低于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越短；温度高于30℃时，温度越高，溶液变蓝所需时间越长。

（4）该反应除了生成I2，还生成了SO42‾和H+，则假设二起催化作用的可能为H+或SO42‾，也可以从温度升高等方面提出假设。

（5）假设一为反应生成的I2对反应起催化作用，所以验证实验为对比实验，一个烧杯将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定起始时的反应速率v（甲）；另一烧杯预先加入少量I2，其它反应条件均完全相同，通过对比二者反应速率进行检验。