Question

2．某校高三同学高考前重做以下两个课本实验，请你回答实验过程中的相关问题：
（1）铝热反应实验：取磁性氧化铁粉按课本中的实验装置（如图）进行铝热反应，将反应后所得“铁块”溶于盐酸，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色．
①出现这种现象的原因，除了因“铁块”中可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一种可能原因是熔融的铁被空气中氧气氧化．
②若要证明反应所得“铁块”中含有金属铝，可用NaOH（填化学式）溶液，所发生反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）化学反应速率影响因素的探究实验：
KI在经酸化的溶液中被空气氧化的反应式为：4H⁺+4I-+O₂=2I₂+2H₂O．该反应的速率受温度、酸度、溶剂、试剂浓度等影响，可用淀粉与碘的显色反应来观测该反应的速率．已知，淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色；淀粉浓度越高显色越灵敏、颜色也越深．
实验小组拟用0.8mol•L^-1 KI溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液等来探究温度、酸度对上述反应速率的影响，他们做了A-C三组实验，部分实验数据如下表：

编号	温度/℃	H2SO4体积/mL	KI溶液体积/mL	H2O体积/mL	淀粉溶液 /mL	出现蓝色时间/s
A	39	10	5	5	1	5
B	TB	10	5	5	1	没出现蓝色
C	5	10	5	5	1	39
D						t

①为确保A组实验在39℃下进行，应采用的控温操作方法是将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度．
②A-C三组实验时，都加入了5mL水，其目的是为了在后续研究酸度因素对反应速率影响时保持KI和淀粉浓度不变（凡表达出“控制变量”、“对比实验”意思的各种合理答案都得分）．
③B组实验中“没出现蓝色”，原因是温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色．
④请你为小组设计D组实验方案（在表格空白处填入你设计的5个数据），以帮助小组完成探究目标．
⑤按你设计的实验数据，请你预测一个t值，并写出与你预测相对应的探究实验结论．

Answer 1

分析 （1）①考虑生成的熔融的铁的还原性，可以被空气中的氧气氧化导致生成三价的铁；
②根据铝与铁的性质的差异性来选择试剂，并写出反应的化学方程式；
（2）①确保A组实验在39℃下进行，可以采用水浴加热的方法；
②探究化学反应速率的影响因素时，需要保证变量的唯一性；
③根据“淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色”进行判断；
④根据ABC探究的是温度对反应速率的影响可知，D应该为探究酸度对反应速率的影响，据此完成本题；
⑤酸溶液浓度越大，反应速率越快，需要的时间越少，据此设计实验并写出结论．

解答 解：（1）①铝热反应生成的熔融的铁具有很强的还原性，可以被空气中的氧气氧化导致生成三价的铁，
故答案为：熔融的铁被空气中氧气氧化；
②要证明“铁块”中含有金属铝，应利用铁和铝性质的差异性，即铁不能和碱反应，而铝可以，故应选择氢氧化钠溶液，与铝反应的离子方程式为：
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：NaOH；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）①为确保A组实验在39℃下进行，应采用的控温操作方法为：将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度，
故答案为：将量出的各种溶液分别装在试管中，再将试管全部放在同一水浴中加热，用温度计测量试管中溶液的温度；
②为了在后续研究酸度因素对反应速率影响时保持KI和淀粉浓度不变，所以在A-C三组实验时，都加入了5mL水，
故答案为：为了在后续研究酸度因素对反应速率影响时保持KI和淀粉浓度不变（凡表达出“控制变量”、“对比实验”意思的各种合理答案都得分）；
③淀粉与碘的显色反应在温度升高时灵敏度会降低，高于75℃则不能显色，所以B组实验中“没出现蓝色”，可能是温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色，
故答案为：温度（T_B）高于75℃，淀粉与碘不显色；
④A-C三组实验探究了温度对反应速率的影响，实验的目的是探究温度和酸度对反应速率的影响，则D的目的是探究酸度对反应速率的影响，所以温度可以为39或5℃，硫酸体积可以为15mL，水、碘化钾溶液的体积为5mL，淀粉溶液为1mL，
故答案为：

D

39或5

15

5

5

1

； 
⑤当酸溶液体积小于10mL时，反应速率减小，当水溶液体积减小时，反应速率加快，即：酸体积＜10mL时，t预测值要小于同温对比值；若酸体积＞10mL时，t预测值要大于同温对比值，据此可以得出结论为：酸度越大反应速率越快，
故答案为：设计酸体积＜10mL时，t预测值要小于同温对比值；设计酸体积＞10mL时，t预测值要大于同温对比值；酸度越大反应速率越快．

点评 本题考查铝热反应、探究影响化学反应速率因素等知识点，为高频考点，明确影响化学反应速率原理、铝热反应原理是解本题关键，注意：探究影响化学反应速率因素时必须只有一个因素不同，其它因素必须完全相同，题目难度中等．