Question

【題目】某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。

供選試劑：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。

（1）小組同學(xué)設(shè)計(jì)甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

	操作	現(xiàn)象
甲	向I的錐形瓶中加入______，向I的______中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開(kāi)活塞	I中產(chǎn)生無(wú)色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

（2）丙實(shí)驗(yàn)中O2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式是__________________________。

（3）對(duì)比乙、丙實(shí)驗(yàn)可知，O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是___________。為進(jìn)一步探究該條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，可采取的實(shí)驗(yàn)措施是________________________。

（4）由甲、乙、丙三實(shí)驗(yàn)推測(cè)，甲實(shí)驗(yàn)可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)。學(xué)生將I中產(chǎn)生的氣體直接通入下列________溶液（填序號(hào)），證明了白霧中含有H2O2。

A．酸性KMnO4 B．FeCl2 C．氫硫酸 D．品紅

（5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置過(guò)程中會(huì)被緩慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。該小組同學(xué)取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒(méi)有觀察到溶液顏色變藍(lán)，他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)（寫(xiě)離子方程式）_____________________造成的，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明他們的猜想是否正確。_________________________________________。

Answer 1

【答案】 MnO2固體 分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性環(huán)境 使用不同濃度的稀硫酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn) AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現(xiàn)象，若溶液變藍(lán)則猜想正確，否則錯(cuò)誤

【解析】試題分析：由題中信息可知，可利用裝置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固體制備O2，或者選用裝置Ⅱ和KMnO4固體制備O2，然后利用裝置Ⅲ和0.1mol/L H2SO4溶液探究O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。

（1）小組同學(xué)設(shè)計(jì)甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，記錄如下：

	操作	現(xiàn)象
甲	向I的錐形瓶中加入MnO2固體，向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開(kāi)活塞	I中產(chǎn)生無(wú)色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

（2）丙實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，在酸性條件下，O2與KI溶液反應(yīng)生成了碘，其離子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。

（3）對(duì)比乙、丙實(shí)驗(yàn)可知，乙實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有使用0.1mol/L H2SO4溶液、沒(méi)有碘生成，故O2與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是酸性環(huán)境。為進(jìn)一步探究溶液的酸性強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)速率的影響，可采取的實(shí)驗(yàn)措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

（4）由甲、乙、丙三實(shí)驗(yàn)推測(cè)，甲實(shí)驗(yàn)可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)。欲證明白霧中是否含有H2O2，根據(jù)其具既有還原性又有氧化性，可以將I中產(chǎn)生的氣體直接通入酸性KMnO4溶液或品紅溶液中，若觀察到酸性KMnO4溶液褪色或品紅溶液褪色，而O2不能使這兩種溶液褪色，所以O2中有H2O2。故應(yīng)選擇AD兩種溶液。O2也能與FeCl2溶液、氫硫酸反應(yīng)，故不能用于檢驗(yàn)所以O2中是否有H2O2。

（5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置會(huì)被緩慢氧化：4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。該小組同學(xué)取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒(méi)有觀察到溶液顏色變藍(lán)，說(shuō)明I2可能與KOH發(fā)生了歧化反應(yīng)，其離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要證明這個(gè)猜想是否正確，可以利用I-和IO3-可以發(fā)生歸中反應(yīng)生成I2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)I2，實(shí)驗(yàn)方案是：在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現(xiàn)象，若溶液變藍(lán)則猜想正確，否則錯(cuò)誤。