複選題
12. 「大象牙膏」是一有趣的化學實驗:將濃度為 $30 \sim 35\%$ 的雙氧水與清潔劑混合,雙氧水分解產生的氧氣被清潔劑水溶液包裹住產生氣泡,此泡沫狀物質會像噴泉一樣噴湧而出。已知其化學反應式為:
$$2\mathrm{H}_2\mathrm{O}_2(\mathrm{l}) \rightarrow 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \quad \Delta\mathrm{H}^\circ = -196 \mathrm{~kJ/mol}$$,活化能 $\mathrm{E}_\mathrm{a}^\circ = 76 \mathrm{~kJ/mol}$。
若在此溶液中加入少量碘化鉀溶液,則泡沫噴湧的效果會更明顯。小安量測加入碘化鉀溶液後的反應活化能 $\mathrm{E}_\mathrm{a}^\circ = 57 \mathrm{~kJ/mol}$ 與反應熱 $\Delta\mathrm{H}^\circ = -\mathrm{Q} \mathrm{~kJ/mol}$。此外,小安發現加入碘化鉀溶液後,碘離子會參與反應,而且有甲、乙兩反應發生。
$$\begin{array}{l} \Psi : \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2(\mathrm{l}) + \mathrm{I}^-(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Y}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ \zeta : \mathrm{H}_2\mathrm{O}_2(\mathrm{l}) + \mathrm{Y}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Z}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \end{array}$$
已知甲、乙兩個反應的反應係數皆已平衡,且甲反應的反應速率小於乙反應的反應速率,小安分析反應後碘離子的量沒有減少。根據以上實驗觀察與結論,下列敘述哪些正確?
(A) $\mathrm{Q} > 196$
(B) $\mathrm{Y}$ 是 $\mathrm{IO}_3^-$
(C) $\mathrm{Z}$ 是 $\mathrm{I}^-$
(D) 甲反應活化能小於乙反應活化能
(E) 雙氧水在此實驗中既是氣化劑,也是環原劑。
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