Question

3．某化學小組同學用下列裝置（氣密性已檢驗）進行實驗．

探究O₂與KI溶液發生反應的條件．
①甲、乙同學選用以下試劑進行實驗（0.1mol•L^-1KI溶液，30%H₂O₂溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液、MnO₂固體、KMnO₄固體），實驗記錄如表．

	操作	現象
甲	向I中加入必要的試劑，并向III中加入KI、淀粉溶液．連接I、III，打開活塞	I中劇烈反應，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中加入必要的試劑，并向III中加入KI、淀粉溶液和稀硫酸．連接II、III，點燃酒精燈	III中有氣泡冒出，溶液變藍

甲制取O₂的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
乙實驗中O₂與KI溶液反應的離子方程式是O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O．
②甲用II加入試劑替換I后，III中仍加入KI、淀粉溶液，再次實驗時III中溶液不變藍．由此他猜測第一次實驗時可能是I中的白霧使溶液變藍．甲又將I中產生的氣體直接通入下列a溶液（填序號），證明了白霧中含有H₂O₂．
a．酸性KMnO₄            b．FeCl₂          c．Na₂S
③由甲、乙兩同學的實驗，可得出結論：KI溶液在酸性條件下易被O₂氧化．

Answer 1

分析 ①根據裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可知利用的是雙氧水的分解，然后寫出反應的化學方程式；
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；
②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；
③根據甲和乙的實驗操作方法及反應現象得出結論；

解答 解：（1）①裝置Ⅰ中不能加熱，應該選用雙氧水的分解，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
Ⅳ中有氣泡冒出，溶液變藍，說明氧氣將碘離子氧化成碘單質，反應的離子方程式為：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O；
②a．KMnO₄，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．FeCl₂，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．Na₂S，高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化鈉，無法用硫化鈉檢驗混合氣體中是否含有雙氧水，故c錯誤；
故答案為：a；
③根據甲再次實驗后，由于碘化鉀不是在酸性條件下，則溶液沒有變藍，而用硫酸酸化的KI溶液容易變藍，證明了碘化鉀溶液在酸性條件下易被O₂氧化，
故答案為：KI溶液在酸性條件下易被O₂氧化．

點評 本題考查了物質性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，注意掌握實驗室中物質的性質實驗方案設計的方法，正確理解實驗原理及操作方法為解答關鍵，試題培養了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．