《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18. 实验小组探究(NH₄)₂S₂O₈溶液与KI溶液的反应及其速率，实验过程和现象如表。已知：
ⅰ.(NH₄)₂S₂O₈具有强氧化性，能完全电离，S₂O₈²⁻易被还原为SO₄²⁻；
ⅱ.淀粉检测I₂的灵敏度很高，遇低浓度的I₂即可快速变蓝；
ⅲ.I₂可与S₂O₃²⁻发生反应：2S₂O₃²⁻+I₂⟶S₄O₆²⁻+2I⁻。

(1)实验1 - 1的目的是______________________________。
(2)(NH₄)₂S₂O₈与KI反应的离子方程式为______________________________。
为了研究(NH₄)₂S₂O₈与KI反应的速率，小组同学分别向两支试管中依次加入下列试剂，并记录变色时间，结果如表。

(3)实验2 - 1不能用于测定(NH₄)₂S₂O₈与KI反应的速率，原因除变色时间过短外还有______________________________。
(4)加入Na₂S₂O₃溶液后溶液变蓝的时间明显增长，甲同学对此提出两种猜想。
猜想1：(NH₄)₂S₂O₈先与Na₂S₂O₃反应，使c(S₂O₈²⁻)降低；
猜想2：(NH₄)₂S₂O₈先与KI反应，________。
①甲同学提出猜想1的依据：由信息ⅲ推测，Na₂S₂O₃的还原性________(填“强于”或“弱于”)KI的。
②乙同学根据现有数据证明猜想1不成立，理由是______________________________。
③补全猜想2：______________________________。
(5)查阅文献表明猜想2成立。根据实验2 - 2的数据，计算30 s内的平均反应速率v(S₂O₈²⁻)=______________________________ mol·L⁻¹·s⁻¹(写出计算式)。

答案：
(1)作对照，排除O₂氧化I⁻的干扰　
(2)S₂O₈²⁻ + 2I⁻ = 2SO₄²⁻ + I₂　
(3)无Na₂S₂O₃时，生成少量I₂后淀粉立即变蓝，无法确定S₂O₈²⁻与I⁻反应的浓度变化　
(4)①强于②实验2 - 2中与Na₂S₂O₃完全反应后的溶液中，n(S₂O₈²⁻)仍高于实验2 - 1中起始n(S₂O₈²⁻)(4.0×10⁻⁵ mol)，溶液应立即变蓝　③生成的I₂与Na₂S₂O₃迅速反应，待Na₂S₂O₃消耗完，继续生成I₂时，淀粉才变蓝　
(5)$\frac{0.8\times0.01\times10^{-3}}{30\times2\times5\times10^{-3}}$
解析:
(1)空气中的氧气也可能将I⁻氧化为I₂，所以实验1 - 1的目的是作对照，排除O₂氧化I⁻的干扰。
(2)(NH₄)₂S₂O₈与KI反应生成SO₄²⁻和I₂，根据得失电子守恒和电荷守恒配平，离子方程式为S₂O₈²⁻ + 2I⁻ = 2SO₄²⁻ + I₂。
(3)无Na₂S₂O₃时，生成少量I₂后淀粉立即变蓝，无法确定S₂O₈²⁻与I⁻反应的浓度变化，则实验2 - 1不能用于测定(NH₄)₂S₂O₈与KI反应的速率。
(4)①已知I₂可与S₂O₃²⁻发生反应：2S₂O₃²⁻ + I₂ = S₄O₆²⁻ + 2I⁻，该反应中I₂为氧化剂，S₂O₃²⁻是还原剂，I⁻是还原产物，根据氧化还原反应的规律可知，Na₂S₂O₃的还原性强于KI。②实验2 - 2中与Na₂S₂O₃完全反应后的溶液中，n(S₂O₈²⁻)仍高于实验2 - 1中起始n(S₂O₈²⁻)(4.0×10⁻⁵ mol)，溶液应立即变蓝，乙同学根据现有数据证明猜想1不成立。③已知I₂可与S₂O₃²⁻发生反应：2S₂O₃²⁻ + I₂ = S₄O₆²⁻ + 2I⁻，则加入Na₂S₂O₃溶液后溶液变蓝的时间明显增长的原因可能是(NH₄)₂S₂O₈先与KI反应，生成的I₂与Na₂S₂O₃迅速反应，待Na₂S₂O₃消耗完，继续生成I₂时，淀粉才变蓝。
(5)(NH₄)₂S₂O₈先与KI反应，I₂与Na₂S₂O₃迅速反应，由反应S₂O₈²⁻ + 2I⁻ = 2SO₄²⁻ + I₂和2S₂O₃²⁻ + I₂ = S₄O₆²⁻ + 2I⁻可知，n[(NH₄)₂S₂O₈]=$\frac{1}{2}n(Na₂S₂O₃)=\frac{0.8\times10^{-3}\times0.01}{2}\ mol$，则v(S₂O₈²⁻)=$\frac{0.8\times0.01\times10^{-3}}{30\times2\times5\times10^{-3}}\ mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}$。