Question

【題目】某化學小組用下列裝置和試劑進行實驗，探究O2與KI溶液發生反應的條件。

供選試劑：質量分數為30%的H2O2溶液、0.1 mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。

(1)小組同學設計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下：

	操作	現象
甲	向裝置I的錐形瓶中加入MnO2固體，向裝置I的____中加入質量分數為30%的H2O2溶液，連接裝置I、III，打開活塞	裝置I中產生無色氣體并伴隨大量白霧；裝置III中有氣泡冒出，溶液迅速變藍
乙	向裝置II中加入KMnO4固體，連接裝置II、III，點燃酒精燈	裝置III中有氣泡冒出，溶液不變藍
丙	向裝置II中加入____，向裝置III中再加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液，連接裝置II、III，點燃酒精燈	裝置III中有氣泡冒出，溶液變藍

(2)丙實驗中O2與KI溶液反應的離子方程式為___________________________________。

(3)對比乙、丙實驗可知，O2與KI溶液發生反應的適宜條件是__________。為進一步探究該條件對反應速率的影響，可采取的實驗措施是____________________________。

(4)由甲、乙、丙三組實驗推測，甲實驗中可能是I中的白霧使溶液變藍。為了驗證推測，可將裝置I中產生的氣體通入_________(填字母)溶液中，依據實驗現象來證明白霧中含有H2O2。

A.酸性KMnO4 B.FeCl2 C.H2S

(5)資料顯示：KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化：4KI＋O2＋2H2O＝2I2＋4KOH。該小組同學取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結果沒有觀察到溶液顏色變藍，他們猜想可能是發生了反應___________________________________(寫離子方程式)造成的，請設計實驗證明他們的猜想是否正確：___________________________________。

Answer 1

【答案】分液漏斗 KMnO4固體 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性環境 使用同體積不同濃度的稀硫酸做對比實驗 A 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未變藍的溶液中滴入0.1molL-1 H2SO4溶液，觀察現象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤

【解析】

(1)甲實驗:根據裝置Ⅰ不要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，I中產生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍說明生成碘單質；

(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化氧化成碘單質，據此寫出反應的離子方程式；

(3)對比乙、丙實驗可以知道，O2與KI溶液發生反應的適宜條件酸性環境，酸溶液中氫離子濃度不同，裝置Ⅲ中出現藍色的速率不同；

(4)證明Ⅰ中產生的氣體中含有雙氧水，氧氣和雙氧水都具有氧化性，需要利用不同性質進行檢驗；

(5)該小組同學取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結果沒有觀察到溶液顏色變藍，可能是生成的碘單質在堿溶液中發生反應生成碘化鉀、碘酸鉀，驗證是否正確是在未變藍色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍。

(1)甲實驗:根據裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，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，打開活塞，Ⅰ中產生無色氣體并伴隨大量白霧；Ⅲ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍說明生成碘單質，故答案為：分液漏斗；

(2)碘離子具有還原性，在酸性條件下能夠被氧化成碘單質，據此寫出反應的離子方程式為: O2+4I-+4H+=2I2+2H2O，故答案為：O2+4I-+4H+=2I2+2H2O；

(3)向裝置Ⅱ中加入KMnO4固體，連接裝置II、III，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍，向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍。對比乙、丙實驗可以知道，O2與KI溶液發生反應的適宜條件是：酸性環境；為進一步探究該條件對反應速率的影響，可采取的實驗措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗，故答案為：酸性環境；使用不同濃度的稀硫狻作對比實驗；

(4)A.高錳酸鉀溶液能夠將雙氧水氧化，導致高錳酸鉀溶液褪色，而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應，如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水，故A正確；

B.氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子，無法證明混合氣體中含有雙氧水，故B錯誤；

C.高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化氫，無法用硫化氫檢驗混合氣體中是否含有雙氧水，故C錯誤；

故答案為：A；

（5）KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化：4KI＋O2＋2H2O＝2I2＋4KOH。該小組同學取20 mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結果沒有觀察到溶液顏色變藍，他們猜想可能是發生了反應的離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O，設計實驗證明他們的猜想是否正確的實驗方案為：在上述未變藍的溶液中滴入0.1molL-1 H2SO4溶液，觀察現象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤，故答案為：3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O；在上述未變藍的溶液中滴入0.1molL-1 H2SO4溶液，觀察現象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤。