Question

17．研究性學(xué)習(xí)是綜合實(shí)踐活動(dòng)重要的組成部分，注重培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)．某研究性學(xué)習(xí)小組為了驗(yàn)證臭氧的氧化性強(qiáng)于氧氣，進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)參與探究并回答相關(guān)問(wèn)題．
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證臭氧的氧化性強(qiáng)于氧氣．
[實(shí)驗(yàn)原理]2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇單質(zhì)碘變藍(lán)色．
[實(shí)驗(yàn)用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化鉀溶液、濾紙、玻璃片、溫度計(jì)．
[實(shí)驗(yàn)步驟]
①取a溶液與碘化鉀溶液混合．
②取兩片用濾紙剪成的紙條，在a和碘化鉀的混合液中濕潤(rùn)后分別置于兩塊潔凈的玻璃片上．
③將一塊玻璃片（Ⅰ）置于臭氧消毒碗柜中并接通電源生成臭氧．將另一塊玻璃片（Ⅱ）置于可控溫度的溫箱里，盡量地使溫箱的溫度與消毒碗柜中的溫度相等．
④觀察現(xiàn)象并進(jìn)行記錄：

時(shí)間/min		0	15	30	45	60	90	120
濾紙的 顏色 變化	玻璃片（Ⅰ） 上的濾紙	白色	白色	灰色	淺藍(lán)色	藍(lán)色	藍(lán)色	淺藍(lán)色
	玻璃片（Ⅱ） 上的濾紙	白色	白色	白色	白色	灰色	灰色	淺藍(lán)色

請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)原理、步驟及你所學(xué)的知識(shí)，回答下列問(wèn)題．
（1）實(shí)驗(yàn)藥品中的a溶液是淀粉溶液．
（2）寫(xiě)出在臭氧消毒柜中產(chǎn)生O₃的化學(xué)方程式：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃．
（3）整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要保持兩塊玻璃片所在環(huán)境的溫度相同的原因是溫度會(huì)影響反應(yīng)速率，保持溫度相同是為了消除溫度不同帶來(lái)的誤差．
（4）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄可以得出的結(jié)論是BCD（填序號(hào)）．
A．空氣中可能也有一定濃度的O₃，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />B．氧氣也能氧化碘化鉀中的碘離子
C．O₃的氧化性比O₂強(qiáng)
D．O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用
（5）在O₃氧化KI的反應(yīng)中，若有24g O₃發(fā)生反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為N_A（或6.02×10²³）．

Answer 1

分析 通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍(lán)色，說(shuō)明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O(shè)₃＞O₂．
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理：2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂，臭氧能夠?qū)�KI中的I^-氧化成碘單質(zhì)，而檢驗(yàn)碘單質(zhì)的生成，可以用淀粉溶液，所以a溶液是淀粉溶液；
（2）臭氧消毒柜中產(chǎn)生O₃的原理是通電條件下氧氣變化為臭氧；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的方法分析，溫度會(huì)影響反應(yīng)速率，消除溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾；
（4）根據(jù)以上分析，O₃的氧化性比O₂強(qiáng)，氧氣能氧化KI中的I^-，以及通過(guò)玻璃片I上的濾紙條90分鐘到120分鐘是顏色變線說(shuō)明O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用，根據(jù)玻璃片II上的濾紙條的顏色變化消毒碗柜中也有O₂；
（5）根據(jù)得失電子守恒計(jì)算，2KI～O₃～I(xiàn)₂～2e^-．

解答 解：通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍(lán)色，說(shuō)明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O(shè)₃＞O₂．
（1）分析原理可知，2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇單質(zhì)碘變藍(lán)色，a溶液為指示劑，
故答案為：淀粉；
（2）將一塊玻璃片（Ⅰ）置于臭氧消毒碗柜中并接通電源生成臭氧，通電條件下氧氣變化為臭氧反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃，
故答案為：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的方法，即討論臭氧和氧氣的氧化性強(qiáng)弱就要求其他因素要保持一致，所以所處環(huán)境的溫度相同的原因是排除溫度變化帶來(lái)的影響，
故答案為：溫度會(huì)影響反應(yīng)速率，保持溫度相同是為了消除溫度不同帶來(lái)的誤差；
（4）從表中的數(shù)據(jù)可以看出，玻璃片甲上的含淀粉溶液和碘化鉀溶液的濾紙?jiān)?5 min時(shí)開(kāi)始變淺藍(lán)色，而玻璃片乙上的含淀粉溶液和碘化鉀溶液的濾紙?jiān)?20 min時(shí)開(kāi)始變淺藍(lán)色，說(shuō)明玻璃片乙上產(chǎn)生碘單質(zhì)的速率慢，即氧氣的氧化性比臭氧的弱．玻璃片甲上變淺藍(lán)色的濾紙，在60 min～90 min時(shí)顯藍(lán)色，而到了120 min時(shí)又變成了淺藍(lán)色，說(shuō)明臭氧具有漂白作用，
A．空氣中無(wú)一定濃度的O₃，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，故A錯(cuò)誤；
B．圖表中顏色變化可知，氧氣也能氧化碘化鉀中的碘離子，故B正確；
C．玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍(lán)色，說(shuō)明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O(shè)₃＞O₂，O₃的氧化性比O₂強(qiáng)，故C正確；
D．O₃消毒原理是利用其強(qiáng)氧化性與次氯酸相同，O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用，故D正確；
故答案為：BCD；
（5）2KI～O₃～I(xiàn)₂～2e^-
       48g　　　2 mol
      24 g    n（e^-）
n（e^-）=1 mol，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為：N_A（或6.02×10²³），
故答案為：N_A（或6.02×10²³）．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了臭氧的強(qiáng)氧化性以及與氧氣的氧化性的比較，題目難度中等，抓住實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來(lái)分析本質(zhì)是解題的關(guān)鍵．