Question

【題目】某化學小組同學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：30% H2O2溶液、0.1mol/L 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I的錐形瓶中加入______，向I的______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
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍
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，點燃酒精燈	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是__________________________。

（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、丙三實驗推測，甲實驗可能是I中的白霧使溶液變藍。學生將I中產生的氣體直接通入下列________溶液（填序號），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】 MnO2固體 分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性環境 使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗 AD 3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤

【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溶液發生反應的條件。

（1）小組同學設計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下：

	操作	現象
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
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍
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，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍

（2）丙實驗中，根據實驗現象可知，在酸性條件下，O2與KI溶液反應生成了碘，其離子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O。

（3）對比乙、丙實驗可知，乙實驗中沒有使用0.1mol/L H2SO4溶液、沒有碘生成，故O2與KI溶液發生反應的適宜條件是酸性環境。為進一步探究溶液的酸性強弱對反應速率的影響，可采取的實驗措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗。

（4）由甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是I中的白霧使溶液變藍。欲證明白霧中是否含有H2O2，根據其具既有還原性又有氧化性，可以將I中產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。故應選擇AD兩種溶液。O2也能與FeCl2溶液、氫硫酸反應，故不能用于檢驗所以O2中是否有H2O2。

（5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置會被緩慢氧化：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，說明I2可能與KOH發生了歧化反應，其離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要證明這個猜想是否正確，可以利用I-和IO3-可以發生歸中反應生成I2，設計實驗方案檢驗I2，實驗方案是：在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，觀察現象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤。