Question

18．資料顯示“O₂的氧化性隨溶液pH的增大逐漸減弱”．某興趣小組探究不同條件下KI與O₂的反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)如下．

裝置	燒杯中的液體	現(xiàn)象（5分鐘后）
	①2mL1mol/LKl溶液+5滴淀粉	無明顯變化
	②2mL1mol/LKl溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/L HCl	溶液變藍(lán)
	③2mL1mol/LKl溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/L KCl	無明顯變化
	④2mL1mol/LKl溶液+5滴淀粉+2mL0.2mol/L CH3COOH	溶液變藍(lán)，顏色較②淺

（1）實(shí)驗(yàn)②中生成I₂的離子方程式是4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)③的目的是驗(yàn)證Cl^-是否影響KI與O₂的反應(yīng)．
（3）實(shí)驗(yàn)④比②溶液顏色淺的原因是其他條件相同時(shí)，CH₃COOH是弱電解質(zhì)，溶液中c（H⁺）較鹽酸小，O₂的氧化性減弱．
（4）為進(jìn)一步探究KI與O₂的反應(yīng)，用上表中的裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

燒杯中的液體	現(xiàn)象（5小時(shí)后）
⑤2mLpH=8.5混有KOH的1mol/L KI溶液+5滴淀粉	溶液才略變藍(lán)
⑥2mLpH=10混有KOH的1mol/L KI溶液+5滴淀粉	無明顯變化

I．對于實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象．甲同學(xué)提出猜想“pH=10時(shí)O₂不能氧化I^-”，設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想．

i．燒杯a中的溶液為pH=10的KOH溶液．
ii．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此猜想不成立．支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：通入O₂后，電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b的溶液顏色變深．
Ⅱ．乙同學(xué)向pH=10的KOH溶液（含淀粉）中滴加碘水，溶液先變藍(lán)后迅速褪色．經(jīng)檢測褪色后的溶液中含有IO₃^-，褪色的原因是（用離子方程式表示）3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O．
（5）該小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了整體反恩．推測實(shí)驗(yàn)①的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是中性條件下，O₂的氧化性比較弱，該反應(yīng)速率慢，短時(shí)間內(nèi)難以生成“一定量”碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變化；實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I₂，I₂迅速發(fā)生歧化反應(yīng)變?yōu)镮O₃^-和I^-．

Answer 1

分析 （1）②溶液變藍(lán)，說明生成碘單質(zhì)；
（2）對照實(shí)驗(yàn)，氯離子有無影響，單質(zhì)的生成；
（3）鹽酸是強(qiáng)電解，而醋酸是弱電解質(zhì)，同濃度的兩種酸氫離子濃度不同，導(dǎo)致顏色較②淺；
（4）I．i．pH=10時(shí)O₂不能氧化I^-，所以燒杯a中的溶液為pH=10的KOH溶液；
ii．如果能構(gòu)成原電池，說明pH=10時(shí)O₂能氧化I^-；
Ⅱ．碘單質(zhì)在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成IO₃^-和碘離子，由此書寫反應(yīng)的方程式；
（5）推測實(shí)驗(yàn)①中性條件下，O₂的氧化性比較弱；堿性條件下碘離子被氧化生成碘單質(zhì)，后碘單質(zhì)又迅速在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成碘酸根離子和碘離子．

解答 解：（1）溶液變藍(lán)，說明生成碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子的方程式為：4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O，故答案為：4I^-+O₂+4H⁺=2I₂+2H₂O；
（2）對照實(shí)驗(yàn)，氯離子有無影響，單質(zhì)的生成，故答案為：驗(yàn)證Cl^-是否影響KI與O₂的反應(yīng)；
（3）鹽酸是強(qiáng)電解，而醋酸是弱電解質(zhì)，同濃度的兩種酸氫離子濃度不同，所以其他條件相同時(shí)，CH₃COOH是弱電解質(zhì)，溶液中c（H⁺）較鹽酸小，O₂的氧化性減弱，故答案為：其他條件相同時(shí)，CH₃COOH是弱電解質(zhì)，溶液中c（H⁺）較鹽酸小，O₂的氧化性減弱；
（4）I．ⅰ．pH=10時(shí)O₂不能氧化I^-，所以燒杯a中的溶液為pH=10的KOH溶液，故答案為：pH=10的KOH溶液；
ⅱ．如果能構(gòu)成原電池，說明pH=10時(shí)O₂能氧化I^-，所以電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b的溶液顏色變深，說明pH=10時(shí)O₂能氧化I^-，故答案為：電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b的溶液顏色變深；
Ⅱ．碘單質(zhì)在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成IO₃^-和碘離子，由此書寫反應(yīng)的方程式為：3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O，故答案為：3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O；
（5）推測實(shí)驗(yàn)①中性條件下，O₂的氧化性比較弱；堿性條件下碘離子被氧化生成碘單質(zhì)，后碘單質(zhì)又迅速在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成碘酸根離子和碘離子，故答案為：中性條件下，O₂的氧化性比較弱，該反應(yīng)速率慢，短時(shí)間內(nèi)難以生成“一定量”碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變化；pH=10的KOH溶液中I-被氧化生成I₂，I₂迅速發(fā)生歧化反應(yīng)變?yōu)镮O₃^-和I^-．

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與探究，難度中等．有利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力．