题型专练2 变量控制法在实验探究中的应用

一、刷难关

1.某兴趣小组在实验室利用压强传感器探究 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 催化 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解的影响因素。

Ⅰ.实验准备

(1) 配制 $ {\rm 50\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液:

① 需称量 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}\cdot 6{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ (相对分子质量为 $ 270.5 $ )固体的质量为     $ \mathrm{g} $ (结果保留1位小数)。

② 该过程中需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有      (填序号)。

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Ⅱ.实验探究

(2) 设计以下实验:

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实验编号

$ {\rm 10{\mathrm{m}\mathrm{L}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液

$ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

蒸馏水体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

$ 60\mathrm{s} $ 时气压/ $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{P}\mathrm{a}} $

1

$ 15\% $

1

0

$ a $

2

$ 10\% $

1

0

$ b $

3

$ 5\% $

1

0

126

4

$ 5\% $

0.5

0.5

114

① 依据 $ 60\mathrm{s} $ 时容器气压关系:          (用 $ a $ 、 $ b $ 及相关数据表示),得到 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液浓度越大,反应速率越快的结论。

② 依据实验        (填实验编号),得出结论:催化剂浓度越大,催化的能力越强。

(3) 探究酸性对 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 催化 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解的反应速率的影响。

将 $ {\rm 5\%{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液调节为不同 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ ,再分别滴入 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液,采集数据如图乙所示:

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得出结论:其他条件不变,溶液酸性越强,                                            

(4) 小组同学进一步探究催化剂对 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解速率的影响。

①初步实验:分别取 $ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}5\%{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液于3只容积相同的锥形瓶中,调节溶液的 $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 为5,然后用注射器分别加入 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液、 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}} $ 溶液和 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液,采集数据,并重复进行平行实验3次,取最佳的实验数据曲线如图丙所示:

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② 分析讨论:小组同学根据实验结果得出如下推论。

推论 $ {\rm 1:{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $ 对 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解有促进作用;

推论2:同浓度下, $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ 对 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解的促进作用比 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}} $ 强。

有小组同学认为推论2证据不足,原因是                                                                                                   

③ 优化方案:小组同学设计如下方案进行实验(可选的试剂有蒸馏水、 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液、 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}} $ 溶液、 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液、 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 溶液和 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 溶液)。

实验序号

$ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $

试剂1

试剂2

试剂3

5

$ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}5\%{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液

$ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 溶液

 

5

$ {\rm 10\mathrm{m}\mathrm{L}5\%{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液

$ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}} $ 溶液

 

实验ⅰ中加入试剂3为 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}} $       ;实验ⅱ中加入试剂3为                                

④实验结论:依据实验ⅰ中 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液分解速率大于实验 $ ⅱ $ ,可知推论2正确。

答案:

(1)①13.5   ②BD

(2)①a>b>126  ②3  4

(3)FeCl3催化H2O2分解的反应速率越慢

(4)②由1 mol⋅L−1 CuCl2溶液和1 mol⋅L−1 CuSO4 溶液对应的实验数据可知,Cl-对H2O2分解有促进作用,而1 mL 1 mol⋅L−1 FeCl3 溶液中氯离子浓度大于1 mol⋅L−1 CuCl2溶液中氯离子浓度,则变量氯离子浓度不同,干扰实验探究

③蒸馏水   1 mL 1 mol⋅L 1 NaCl溶液

解析:

 

① 配制时需称量 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}\cdot 6{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ 固体的质量 $ {\rm =50×{10}^{-3}\mathrm{L}×1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}×270.5\mathrm{g}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}\approx 13.5\mathrm{g}} $ 。

② 该过程中需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还有 $ {\rm 50\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 容量瓶、胶头滴管,故选 $ {\rm \mathrm{B}\mathrm{D}} $ 。

(2) ① 该实验目的是探究 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液浓度对反应速率的影响,实验1、2、3中 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液浓度是单一变量,根据 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液浓度越大,反应速率越快可知,相同时间内, $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 溶液浓度越大,生成的气体越多,容器气压越大,故 $ 60\mathrm{s} $ 时容器气压 $ {\rm (\mathrm{k}\mathrm{P}\mathrm{a})} $ 关系: $ a > b > 126 $ 。

② 由表可知,实验3、4的单一变量为催化剂浓度,由 $ 60\mathrm{s} $ 时容器气压的数据得出结论:催化剂浓度越大,催化的能力越强。

(3) 由图乙可知,其他条件不变时, $ {\rm \mathrm{p}\mathrm{H}} $ 越小,溶液酸性越强,相同时间内容器压强变化越小,说明生成的气体越少, $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{3}} $ 催化 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解的反应速率越慢。

③ 为探究 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}} $ 对 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}} $ 分解的促进作用,需控制变量,排除 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}} $ 的影响,保证实验ⅰ、ⅱ中 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-})} $ 相同,且实验ⅰ中 $ {\rm c({\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+})} $ 与实验ⅱ中 $ {\rm c({\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+})} $ 相同,则实验ⅰ中加入试剂3为 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 蒸馏水、实验ⅱ中加入试剂3为 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{L}1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}} $ 溶液。


2.变量控制法是化学实验的一种常用方法。

如表是某学习小组研究稀硫酸和锌反应的实验数据。

序号

锌的质量/ $ \mathrm{g} $

锌的形式

$ {\rm \dfrac{c({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})}{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}}} $

$ {\rm \dfrac{V({\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4})}{\mathrm{m}\mathrm{L}}} $

反应前溶液的温度/ $ ℃ $

其他试剂

1

0.65

粒状

0.5

50

20

2

0.65

粉末

0.5

50

20

3

0.65

粒状

0.5

50

20

2滴 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液

4

0.65

粉末

0.8

50

20

5

0.65

粉末

0.8

50

35

2滴 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 溶液

回答下列问题:

(1) 判断锌和稀硫酸的反应速率大小,最简单的方法是通过测定                    进行判断,在这5组实验中,反应速率最快的是    (填序号)。

(2) 实验1和2表明                  对反应速率有影响,实验1和3对比发现实验3的反应速率明显较快,主要原因是                                        

(3) 进行实验2时,小组同学根据实验过程绘制的氢气体积(标准状况下)与时间的关系如图所示。在 $ {\rm OA} $ 、 $ {\rm AB} $ 、 $ {\rm BC} $ 三段中反应速率最快的是 $ {\rm AB} $ 段,其原因是                                      

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答案:

(1) 锌完全消失所需的时间;5

(2) 固体反应物的表面积;实验3加入少量硫酸铜溶液,构成铜锌原电池

(3) 该反应放热,溶液温度升高,反应速率加快

解析:

(1) 判断锌和稀硫酸的反应速率大小,最简单的方法是测定锌完全消失所需的时间;反应物接触面积越大、稀硫酸浓度越大、反应温度越高,反应速率越快,加入少量硫酸铜溶液,构成铜锌原电池,反应速率加快,在这5组实验中,反应速率最快的是5。

(2) 根据变量控制法,实验1和2的变量是固体反应物的表面积,故实验1和2表明固体反应物的表面积对反应速率有影响;实验1和3对比发现实验3的反应速率明显较快,主要原因是实验3加入少量硫酸铜溶液,构成铜锌原电池。


3.某实验小组为探究含硫化合物 $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 的性质,设计如下探究实验。

Ⅰ.实验操作:向小试管中加入 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{L}0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{K}\mathrm{I}} $ 溶液,并滴入两滴淀粉溶液,无明显变化,再加入少量 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 溶液,试管中溶液立即变蓝。取反应后溶液进行检验,发现存在 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ 。

(1) $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 与 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{I}} $ 反应的离子方程式为                                  

(2) 检验反应后溶液中存在 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ 的具体操作及现象为                                                                                      

(3) 实验结论: $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 的氧化性    (填“强于”或“弱于”) $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 。

Ⅱ.已知: $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 可与 $ {\rm {\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}^{2-}} $ 发生反应 $ {\rm 2{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}^{2-}+{\mathrm{I}}_{2}\xlongequal{}{\mathrm{S}}_{4}{\mathrm{O}}_{6}^{2-}+2{\mathrm{I}}^{-}} $ 。为了进一步探究 $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 与 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{I}} $ 的反应速率,该小组同学设计了如表实验:

实验编号

$ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{K}\mathrm{I}} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

4.0

4.0

$ {\rm 0.01\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

0

1.0

蒸馏水体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

4.0

$ {\rm {V}_{1}} $

$ 0.4\% $ 的淀粉溶液/滴

2

2

$ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

2.0

$ {\rm {V}_{2}} $

实验①中溶液立即变色,实验②中溶液在 $ 30\mathrm{s} $ 时变色。

(4) 上述实验②中的 $ {\rm {V}_{1}=} $     , $ {\rm {V}_{2}=} $     

加入 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 溶液后溶液变蓝的时间明显增长,小组同学对此提出两种猜想。

猜想 $ {\rm 1:({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 与 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{I}} $ 反应的速率远低于 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 反应的速率;

猜想 $ {\rm 2:({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 先与 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 反应, $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 消耗完后才与 $ {\rm {\mathrm{I}}^{-}} $ 反应。

为验证上述猜想,该小组同学补充了如表实验:

实验编号

$ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\mathrm{K}\mathrm{I}} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

2

0

$ {\rm 0.001\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ 碘水体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

0

5

$ {\rm 0.01\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $

液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

20

20

$ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}} $ 体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

10

0

$ 0.4\% $ 的淀粉溶液/滴

0

2

$ {\rm 0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{{\mathrm{S}}_{2}\mathrm{O}}_{8};} $ 溶液体积/ $ {\rm \mathrm{m}\mathrm{L}} $

0.2

20

实验③下层溶液显浅紫色;实验④溶液先变蓝,后迅速褪色,一段时间后又变蓝。

(5) 验证猜想1的实验设计为    (填“实验③”或“实验④”,下同),验证猜想2的实验设计为    

(6) 实验③中下层溶液显浅紫色的原因为                                              

(7) 由上述实验可知    (填“猜想1”或“猜想2”)成立。

答案:

(1) $ {\rm {\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}^{2-}+2{\mathrm{I}}^{-}\xlongequal{}2{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}+{\mathrm{I}}_{2}} $

(2) 取少量反应后溶液于试管中,滴加过量盐酸,无沉淀生成,再滴加 $ {\rm {\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}} $ 溶液,产生白色沉淀

(3) 强于

(4) 3.0;2.0

(5) 实验④;实验③

(6) 反应过程中有 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 生成, $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 溶于 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}} $

(7) 猜想1

解析:

(1) 碘单质能使淀粉溶液变蓝色。试管中溶液立即变蓝,即生成了 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ ,取反应后溶液检验,溶液中存在 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}} $ ,则 $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 与 $ {\rm \mathrm{K}\mathrm{I}} $ 反应生成碘单质和硫酸根离子,故反应的离子方程式为 $ {\rm {\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}^{2-}+2{\mathrm{I}}^{-}\xlongequal{}2{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-}+{\mathrm{I}}_{2}} $ 。

(3) 氧化剂的氧化性强于氧化产物, $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 是氧化剂, $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 是氧化产物,故 $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4})_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}} $ 的氧化性强于 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 。

(4) 加入蒸馏水的目的是控制单一变量,使混合溶液总体积相等,保证除了 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 外,其他物质浓度均相等,则有 $ {\rm {V}_{1}=3.0} $ , $ {\rm {V}_{2}=2.0} $ 。

(5) 实验③证明反应过程中有 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 生成,验证猜想2,实验④体现了反应速率,验证猜想1。

(6) 碘极易溶于四氯化碳,下层溶液显浅紫色的原因为实验③过程中有 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 生成, $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 溶于 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}} $ 显浅紫色。

(7) 实验③证明反应过程中有 $ {\rm {\mathrm{I}}_{2}} $ 生成,验证猜想2;实验④体现了反应速率,验证猜想1,实验现象说明该过程中淀粉溶液遇碘变蓝,然后碘单质迅速与 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}{\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}} $ 反应生成 $ {\rm {\mathrm{I}}^{-}} $ ,导致溶液褪色,最后 $ {\rm {\mathrm{I}}^{-}} $ 与 $ {\rm {\mathrm{S}}_{2}{\mathrm{O}}_{8}^{2-}} $ 反应生成碘单质,溶液又变蓝,故猜想1成立。