29.、30. 題為題組
表 7 為「碘鐘實驗」所需的試劑濃度和取量的實驗紀錄表,且已知過硫酸根 (或稱過氧二硫酸根,S₂O₈²⁻) 與碘離子 (I⁻) 反應形成硫酸根 (SO₄²⁻) 和碘分子 (I₂),硫代硫酸根 (S₂O₃²⁻) 會與碘分子 (I₂) 反應形成四硫磺酸根 (S₄O₆²⁻) 和碘離子 (I⁻),然而碘分子會與澱粉產生藍黑色溶液。
| 實驗編號 | 甲<br>0.2 M NaI<br>(毫升) | 乙<br>0.2 M NaCl<br>(毫升) | 丙<br>0.1 M K₂SO₄<br>(毫升) | 丁<br>2% 可溶性澱粉<br>(毫升) | 戊<br>0.01 M Na₂S₂O₃<br>(毫升) | 己<br>0.1 M K₂S₂O₈<br>(毫升) | 變色時間<br>(秒) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 100.0 |
| 2 | 2.0 | 2.0 | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 4.0 | 50.0 |
| 3 | 4.0 | 0.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 50.0 |
| 4 | 4.0 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 4.0 | t |
實驗步驟如下:
(1) 先將甲、乙、丙及丁混合在一起。
(2) 添加戊溶液後,迅速加入己溶液並開始計時。
(3) 溶液會先呈無色狀態,而後隨反應的進行,轉變成藍黑色。由加入戊溶液混合後到變色的這段時間可精確計時,變色時間長短則受反應物濃度之影響。
試回答下列問題:
【題組】30. 若已知「碘鐘實驗」之速率定律為 r = k[S₂O₈²⁻]ᵐ[I⁻]ⁿ,依表 7 數據求出 m + n 為多少?並預測實驗編號 4 變色時間 t 為多少秒?(2 分)