在室温下,化学反应I-(aq)+OCl-(aq)=OI-(aq)+Cl-(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:
实验编号 | I-的初始浓度 (mol-L-1) | OCl-的初始浓度 (mol-L-1) | OH-的初始浓度 (mol-L-1) | 初始速率v (mol-L-1-s-1) |
1 | 2×10-3 | 1.5×10-3 | 1.00 | 1.8×10-4 |
2 | a | 1.5×10-3 | 1.00 | 3.6×10-4 |
3 | 2×10-3 | 3×10-3 | 2.00 | 1.8×10-4 |
4 | 4×10-3 | 3×10-3 | 1.00 | 7.2×10-4 |
①为了实施实验1,某同学取5mL0.02mol-L-1碘化钾溶液、5mL0.015mol-L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应.则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为______ mol-L-1
②实验2中,a=______
③设计实验2和实验4的目的是______;
④计算b、c值:b=______;c=______
⑤若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的OH-的初始浓度变为0.1mol-L-1,反应的初始速率v=______(mol-L-1-s-1).
①将实验1数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[1mol?L-1]c设为A式,将实验4代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得7.2×10-4mol?L-1?s-1=K[0.004mol?L-1][0.003mol?L-1]b[1mol?L-1]c设为B式,将AB两式联合组成方程组求解,可得,b=1,将b=1代入1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[1mol?L-1]c,可得K=60,将实验3数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.8×10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.003mol?L-1]b[1mol?L-1]c,将b=1,K=60,代入得C=-1,取5mL0.02mol?L-1碘化钾溶液、5mL0.015mol?L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应,溶液的总体积为50mL,则I-的初始浓度为C=
=n V
=0.002mol?L-1,OCl-的初始浓度C=0.0001mol 0.05L
=n V
=0.0015mol?L-1,初始速率v=1.8×10-4mol?L-1?s-1,将数据代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得1.80.000075mol 0.05L
10-4mol?L-1?s-1=K[0.002mol?L-1][0.0015mol?L-1]b[OH-]c,将b=1,K=60,C=-1,代入得[OH-]=1mol?L-1,原氢氧化钠溶液为40mL某浓度氢氧化钠溶液,所以原氢氧化钠溶液物质的量浓度为C=1mol/L×0.05L 0.04L
=n v
=1.25mol?L-1,1mol/L×0.05L 0.04L
故答案为:1.25;
②根据①的分析知:b=1,K=60,C=-1,联合实验数据2代入公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,可得3.6×10-4mol?L-1?s-1=K[a]1[0.0015mol?L-1]1[1mol?L-1],可得a=4×10-3,
故答案为:4×10-3;
③根据①的解答,联合实验数据1和4求出b,对照实验2和实验4的数据的异同点,不同的数据有助于探究OCl-离子对反应速率的影响,
故答案为:探究OCl-离子对反应速率的影响;
④由①的解答知b=1,K=60,c=-1,故答案为:1;-1;
⑤将b=1,K=60,C=-1,代入得公式v=k[I-]1[OCl-]b[OH-]c,得v=60[I-]1[OCl-]b[OH-]-1,将OH-的初始浓度变为0.1mol?L-1,I-的初始浓度为4×10-3mol?L-1,OCl-的初始浓度为3×10-3mol?L-1,代入得反应的初始速率v=7.2×10-3mol?L-1?s-1,故答案为:7.2×10-3mol?L-1?s-1.