Question

【題目】某小組探究酸化條件對0.1mol/LKI溶液氧化反應的影響。

序號	操作及現象
實驗1	取放置一段時間后依然無色的0.1mol/LKI溶液，加入淀粉溶液，溶液不變藍；向溶液中繼續加入2滴6mol/L的稀硫酸，溶液立即變藍
實驗2	取新制的0.1mol/LKI溶液，加入淀粉溶液，溶液不變藍；向溶液中繼續加入2滴6mol/L的稀硫酸，溶液10s后微弱變藍

（1）溶液變藍，說明溶液中含有____________ 。結合實驗1和實驗2，該小組同學認為酸化能夠加快I-氧化反應的速率。

（2）同學甲對滴加稀硫酸后溶液變藍速率不同的原因提出猜想：放置一段時間后的0.1mol/LKI溶液成分與新制0.1mol/LKI溶液可能存在差異，并繼續進行探究。

實驗3：取新制0.1mol/LKI溶液在空氣中放置，測得pH如下：

時間	5分鐘	1天	3天	10天
pH	7.2	7.4	7.8	8.7

資料：

ⅰ．pH＜11.7時，I－能被O2氧化為I。

ⅱ．一定堿性條件下，I2容易發生歧化，產物中氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶5。

①用化學用語，解釋0.1mol/LKI溶液放置初期pH升高的原因：_________________________________________________________。

②對比實驗1和實驗2，結合化學用語和必要的文字，分析實驗1中加稀硫酸后“溶液立即變藍”的主要原因可能是_____________________________________________________________________________________。

（3）同學甲進一步設計實驗驗證分析的合理性。

序號	操作	現象
實驗4	重復實驗2操作后，繼續向溶液中加入 ________________。	溶液立即變藍

（4）該組同學想進一步探究pH對I2發生歧化反應的影響，進行了如下實驗。

實驗5：用20mL 4種不同濃度的KOH溶液與2mL淀粉溶液進行混合，測量混合液的pH后，向其中加入2滴飽和碘水，觀察現象。記錄如下：

實驗組	A	B	C	D
pH	11.4	10.6	9.5	8.4
現象	無顏色變化		產生藍色后瞬間消失	產生藍色，30s后藍色消失

從實驗5可以看出pH越大，歧化反應速率越_______________（填“快”或“慢”）。

解釋pH＝8.4時，“產生藍色，30s后藍色消失”的原因：_________________________。

Answer 1

【答案】I2或碘單質 2H2O+4I-+O2=2I2+4OH- IO3-+5I-+6H+=3H2O+3I2，該反應的速度快 少量KIO3固體 快 pH＝8.4時，同時發生了：碘與淀粉變藍和碘單質與氫氧化鉀的歧化反應。由于碘與淀粉變藍反應快，所以先產生藍色，隨著歧化反應的進行，碘單質濃度降低，藍色消失

【解析】

由題可知，pH＜11.7時，I-可被O2氧化為I2，通過書寫反應的方程式可知，這會導致溶液的堿性逐漸增強；又因為，一定堿性條件下，I2容易發生歧化反應，生成和I-；那么長時間放置KI溶液，溶液中會含有和I-，這兩種離子發生歸中反應生成I2的速率較快，應該就是實驗1中酸化后溶液更迅速變藍的原因。為了進一步驗證上述猜想，設計實驗4時，就要驗證的存在對于溶液變藍速率的影響。實驗5的設計是為了驗證pH對I2歧化速率的影響，分析幾組平行實驗的現象差異即可得出相關的結論。

(1)淀粉遇I2會變藍，因此溶液變藍說明其中含有I2；

(2)①由題可知，pH＜11.7時，I-可被O2氧化，所以反應初期pH升高，相關的方程式為：；

②通過分析可知，相比于實驗2，實驗1中的溶液加酸后迅速變藍，原因是的反應速率更快；

(3)通過分析可知，為了驗證題目(2)②的猜想，需要向溶液中加入KIO3固體；

(4)通過分析四組平行實驗的現象差異可知，pH越大，歧化反應速率越大，加入碘水后越難觀察到溶液變藍的現象；pH=8.4時，溶液先產生藍色，是因為碘單質與淀粉相互作用導致的，在較弱的堿性條件下，I2的歧化反應進行的較慢，因此經過一段時間后，I2逐漸歧化反應消耗完全，藍色才逐漸褪去。