Question

12．某實驗小組同學模擬工業制碘的方法，探究ClO₃^-和I^-的反應規律．實驗操作及現象如下：

實驗及試劑	編號	無色NaClO3溶液用量	試管中溶液顏色	淀粉KI試紙顏色
	1	0.05mL	淺黃色	無色
	2	0.20mL	深黃色	無色
	3	0.25mL	淺黃色	藍色
	4	0.30mL	無色	藍色

（1）取實驗2后的溶液，進行如圖1實驗：

經檢驗，上述白色沉淀是AgCl．寫出加入0.20mLNaClO₃后，溶液中ClO₃^-和I^-發生反應的離子方程式：
ClO₃^-+6I^-+6H⁺=Cl^-+3I₂+3H₂O．
（2）查閱資料：一定條件下，I^-和I₂都可以被氧化成IO₃^-．
作出假設：NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應產物繼續反應，同時生成Cl₂．
進行實驗：
①取少量實驗4中的無色溶液進行如圖2實驗，進一步佐證其中含有IO₃^-．其中試劑X可以是c（填字母序號）．
a．碘水          b．KMnO₄溶液        c．NaHSO₃溶液
②有同學提出，僅通過濕潤淀粉KI試紙變藍的現象不能說明生成Cl₂，便補充了如下實驗：將實驗4中的濕潤淀粉KI試紙替換為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發現濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化．進行以上對比實驗的目的是進一步佐證4中生成了Cl₂．
獲得結論：NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色原因是2ClO₃^-+I₂=Cl₂↑+2IO₃^-（用離子方程式表示）．
（3）小組同學繼續實驗，通過改變實驗4中硫酸溶液的用量，獲得如表實驗結果：

編號	6.0mol•L-1 H2SO4 溶液用量	試管中溶液顏色	淀粉KI試紙顏色
5	0.25mL	淺黃色	無色
6	0.85mL	無色	藍色

①對比實驗4和5，可以獲得的結論是ClO₃^-和I^-的反應規律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關
②用離子方程式解釋實驗6的現象：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺=3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液顏色變為深黃色，淀粉KI試紙顏色變藍色，說明氯酸根離子具有氧化性能氧化碘離子為單質碘；
（2）①加入0.30 mLNaClO₃后，溶液為無色，NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應產物繼續反應，同時生成Cl₂；取少量實驗4中的無色溶液進行如圖實驗，進一步佐證其中含有IO₃^-，
②將實驗4中的濕潤淀粉KI試紙替換為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發現濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化，說明無碘單質生成，NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應產物繼續反應，同時生成Cl₂；說明是氯氣的氧化性以后碘離子生成了碘單質；NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是氯酸根離子以后碘單質為碘酸根離子；
（3）①對比實驗5和6，硫酸用量不同試管中溶液顏色不同說明氫離子濃度不同氯酸根離子以后碘離子產物不同；
②實驗6的現象是氯酸根離子以后碘離子生成碘酸根，通式生成氯氣能使濕潤的淀粉KI試紙變藍色．

解答 解：（1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液顏色變為深黃色，淀粉KI試紙顏色變藍色，說明氯酸根離子具有氧化性能氧化碘離子為單質碘，反應的離子方程式為：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═Cl^-+3I₂+3H₂O，
故答案為：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═Cl^-+3I₂+3H₂O；
（2）①取少量實驗4中的無色溶液進行如圖實驗，無色溶液中加入試劑X變為黃色，加入四氯化碳萃取得到下層紫紅色，說明生成了碘單質，加入的試劑具有還原性，能和碘酸根離子發生氧化還原反應生成碘單質，選擇c選項的NaHSO₃溶液，a選項含碘單質不能驗證，b為高錳酸鉀溶液具有氧化性，不符合要求，進一步佐證其中含有IO₃^-，所選試劑為c，
故答案為：c；
②將實驗4中的濕潤淀粉KI試紙替換為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發現濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化，說明無碘單質生成，排除易升華的I₂對濕潤淀粉KI試紙檢驗Cl₂的干擾，NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應產物繼續反應，同時生成Cl₂；說明是氯氣的氧化性以后碘離子生成了碘單質；NaClO₃溶液用量增加導致溶液褪色的原因是氯酸根離子以后碘單質為碘酸根離子，反應的離子方程式為：2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-，
故答案為：排除易升華的I₂對濕潤淀粉KI試紙檢驗Cl₂的干擾；2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-；
（3）①對比實驗5和6，硫酸用量不同試管中溶液顏色不同說明氫離子濃度不同氯酸根離子以后碘離子產物不同，獲得的結論是ClO₃^-和I^-的反應規律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關，
故答案為：ClO₃^-和I^-的反應規律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關；
②實驗6的現象是氯酸根離子以后碘離子生成碘酸根，通式生成氯氣能使濕潤的淀粉KI試紙變藍色，反應的離子方程式為：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺═3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O，
故答案為：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺═3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O．

點評 本題考查了物質性質的實驗驗證、物質反應的現象、物質用量不同反應產物不同發生反應的現象不同，注意反應用量的分析判斷，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．