Question

为了研究温度对反应速率的影响，并测定不同温度下化学反应速率，某研究性小组每次试验都选用浓度为0.020mol．L^-1NaHSO₃（含少量淀粉）10.0mL和0.020mol．L^-1KIO₃（过量）酸性溶液40.0mL混合（混合后体积变化忽略不计），在如下不同温度下分别进行实验，记录从反应开始到溶液变蓝所需时间，实验数据如下表：

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度/℃	10	20	25	30	35	40	50	55	60
溶液变蓝时间/s	80	72	65	57	61	72	78	始终不变蓝	始终不变蓝

已知：
①NaHSO₃溶液在不同温度下均被过量KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗时即有I₂生成，产生I₂会与淀粉作用产生特征的蓝色
②在如图所示，淀粉溶于水的会形成螺旋状的分子结构，并在螺旋状分子结构中产生一个空腔，当I₂分子钻入空腔中与淀粉结合在一起，才会显示特征的蓝色
请按要求回答下列问题
（1）I₂钻入空隙后与淀粉结合在一起的作用力类型为

 

A．离子键B．共价键C．氢键D．范德华力
（2）比较20℃和40℃下NaHSO₃反应速率的大小v（20℃）

 

v（40℃）（填“＞”“＜”或“=”）；
（3）下列有关实验的操作正确的是

 

A．用50mL酸式滴定管取KIO₃酸性溶液
B．实验中先将NaHSO₃（含少量淀粉）溶液和0.020mol．L^-1KIO₃酸性溶液在烧杯中混合，再将盛有混合溶液的烧杯放入水浴中加热
C．实验过程中用温度计不断搅拌混合溶液
D．在同一温度下，最好采取平行多次实验，以确保实验数据的可靠性
（4）该研究小组对温度下溶液不能变蓝的原因进行了探究，他们查阅资料可知，该温度下溶液中碘分子不会升华，因此他们对不能变蓝色的原因提出如下假设：
假设1：温度升高，破坏了淀粉与碘分子之间的作用力
假设2：

 

请设计实验证明假设1正确的方法是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）该变化为物理变化，据此可知其作用力为分子间作用力，即范德华力；
（2）温度升高，反应速率加快，据此判断反应速率大小；
（3）A．根据酸式滴定管和碱式滴定管的构造及使用方法判断；
B．二者混合后就会发生反应，则影响了时间的测定，应该在水浴加热的烧杯中混合；
C．不能使用温度计搅拌，应该使用玻璃棒搅拌；
D．多次实验可以降低误差，确保数据的可靠性；
（4）没有变蓝色，可能是温度影响了淀粉与碘分子的作用力，有可能是在酸性条件下已经完全淀粉分解；验证假设1，可以通过降低温度的方法实现．

解答： 解：（1）I₂钻入空隙后与淀粉结合在一起，该变化属于物理变化，所以此作用力为范德华力，故D正确，
故答案为：D；
（2）温度越高，反应速率越快，则20℃和40℃下NaHSO₃反应速率的大小为：v（20℃）＜v（40℃），
故答案为：＜；
（3）A．酸式滴定管盛放酸溶液，所以用50mL酸式滴定管取KIO₃酸性溶液，故A正确；
B．实验中先将NaHSO₃（含少量淀粉）溶液和0.020mol．L^-1KIO₃酸性溶液在烧杯中混合，再将盛有混合溶液的烧杯放入水浴中加热，这样会导致亚硫酸氢钠与碘酸钾溶液部分发生反应，影响了实验的测定，应该在水浴加热的烧杯中混合两种溶液，故B错误；
C．搅拌应该使用玻璃棒，使用实验过程中不能用温度计不断搅拌混合溶液，故C错误；
D．在同一温度下，最好采取平行多次实验，通过取平均值以确保实验数据的可靠性，故D正确；
故答案为：AD；
（4）温度较高时溶液没有变成蓝色，可能是温度升高，破坏了淀粉与碘分子之间的作用力，有可能是酸性条件下淀粉完全分解，溶液中不存在淀粉导致的，所以假设2为：温度升高，淀粉在酸性条件下完全水解；验证假设1的方法可以为：将55℃下的装有反应液的烧杯取出，置于冷水浴中冷却，若出现蓝色即可证明假设1合理，
故答案为：温度升高，淀粉在酸性条件下完全水解；将55℃下的装有反应液的烧杯取出，置于冷水浴中冷却，若出现蓝色即可证明．

点评：本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意掌握性质实验方案的设计与评价原则．