分科測驗
114年
化學
第 14 題
📖 題組：
某生在恆溫下進行 $Na_2S_2O_3$ 水溶液的分解反應速率實驗，反應式如式 2： $S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2 + S + H_2O$ （式 2） 其實驗步驟如下： （1）在一個錐形瓶中置入 50 mL 的 0.20 M $Na_2S_2O_3$ 溶液 （2）在瓶子底部下方放置一張畫有黑色「X」標誌的白紙 （3）將 10 mL 的 0.10 M HCl 溶液加入上述錐形瓶中，並立刻按下秒錶且以玻棒攪拌 （4）由錐形瓶開口向下觀察，當無法看見白紙上「X」標誌時，停止計時並記錄時間（t） （5）改變步驟（1）的 $Na_2S_2O_3$ 溶液體積，並另加入適量蒸餾水。再重複上述步驟進行實驗，結果如表 1 所示。
某生在恆溫下進行 $Na_2S_2O_3$ 水溶液的分解反應速率實驗，反應式如式 2： $S_2O_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow SO_2 + S + H_2O$ （式 2） 其實驗步驟如下： （1）在一個錐形瓶中置入 50 mL 的 0.20 M $Na_2S_2O_3$ 溶液 （2）在瓶子底部下方放置一張畫有黑色「X」標誌的白紙 （3）將 10 mL 的 0.10 M HCl 溶液加入上述錐形瓶中，並立刻按下秒錶且以玻棒攪拌 （4）由錐形瓶開口向下觀察，當無法看見白紙上「X」標誌時，停止計時並記錄時間（t） （5）改變步驟（1）的 $Na_2S_2O_3$ 溶液體積，並另加入適量蒸餾水。再重複上述步驟進行實驗，結果如表 1 所示。
關於式 2 的反應與實驗設計，下列敘述哪些正確？
- A $H^+$ 是催化劑
- B 是一個氧化還原反應
- C 三個實驗中，加入 $H^+$ 的濃度與體積為一定值
- D 可以用 $Na_2S_2O_3$ 濃度對 t 作圖，得知其為線性關係
- E 若使用 20.0 mL $Na_2S_2O_3$ 溶液再進行一次實驗，需使用 30.0 mL 蒸餾水
思路引導 VIP
想一想，如果我們想證明「反應速率與反應物濃度成正比」，為什麼實驗數據分析時，通常是把濃度對 $1/t$ 作圖，而不是直接把濃度對 $t$ 作圖呢？ $1/t$ 在這裡代表著什麼意義？
硫代硫酸鈉反應速率
💡 利用硫析出遮掩標誌之實驗，探討濃度與反應速率的關係。
- 硫代硫酸鈉遇酸產生硫沈澱，屬於自身氧化還原反應。
- 反應速率與時間成反比，以時間倒數 1/t 代表速率。
- 實驗採控制變因法，須維持總體積相同以精確改變濃度。
- 標誌消失是因為生成固體硫，而非二氧化硫氣泡。
