Question

18．某實驗小組同學(xué)模擬工業(yè)制碘的方法，探究ClO₃^-和I^-的反應(yīng)規(guī)律．實驗操作及現(xiàn)象如表：

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	0.05 mL	淺黃色	無色
	2	0.20 mL	深黃色	無色
	3	0.25 mL	淺黃色	藍(lán)色
	4	0.30 mL	無色	藍(lán)色

（1）取實驗2后的溶液，進(jìn)行如圖實驗：

經(jīng)檢驗，上述白色沉淀是AgCl．寫出加入0.20mL NaClO₃后，溶液中ClO₃^-和I^-發(fā)生反應(yīng)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(shè)：NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）
中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時生成Cl₂．
進(jìn)行實驗：
①取少量實驗4中的無色溶液進(jìn)行如圖實驗，進(jìn)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(xué)提出，僅通過濕潤淀粉KI試紙變藍(lán)的現(xiàn)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?zhí)鎿Q為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化．進(jìn)行以上對比實驗的目的是排除易升華的I₂對濕潤淀粉KI試紙檢驗Cl₂的干擾，進(jìn)一步佐證實驗4中生成了Cl₂．獲得結(jié)論：NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-（用離子方程式表示）．
（3）小組同學(xué)繼續(xù)實驗，通過改變實驗4中硫酸溶液的用量，獲得如表實驗結(jié)果：

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

①對比實驗4和5，可以獲得的結(jié)論是ClO₃^-和I^-的反應(yīng)規(guī)律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關(guān)．
②用離子方程式解釋實驗6的現(xiàn)象：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺═3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液顏色變?yōu)樯铧S色，淀粉KI試紙顏色變藍(lán)色，說明氯酸根離子具有氧化性能氧化碘離子為單質(zhì)碘；
（2）①加入0.30 mLNaClO₃后，溶液為無色，NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時生成Cl₂；取少量實驗4中的無色溶液進(jìn)行如圖實驗，進(jìn)一步佐證其中含有IO₃^-，
②將實驗4中的濕潤淀粉KI試紙?zhí)鎿Q為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化，說明無碘單質(zhì)生成，NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，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(zhì)；NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是氯酸根離子以后碘單質(zhì)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(chǎn)物不同；
②實驗6的現(xiàn)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?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)色．

解答 解：（1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液顏色變?yōu)樯铧S色，淀粉KI試紙顏色變藍(lán)色，說明氯酸根離子具有氧化性能氧化碘離子為單質(zhì)碘，反應(yīng)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(jìn)行如圖實驗，無色溶液中加入試劑X變?yōu)辄S色，加入四氯化碳萃取得到下層紫紅色，說明生成了碘單質(zhì)，加入的試劑具有還原性，能和碘酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，選擇c選項的NaHSO₃溶液，a選項含碘單質(zhì)不能驗證，b為高錳酸鉀溶液具有氧化性，不符合要求，進(jìn)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?zhí)鎿Q為濕潤的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉試紙沒有明顯變化，說明無碘單質(zhì)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(dǎo)致溶液褪色的原因是過量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，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(zhì)；NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是氯酸根離子以后碘單質(zhì)為碘酸根離子，反應(yīng)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(chǎn)物不同，獲得的結(jié)論是ClO₃^-和I^-的反應(yīng)規(guī)律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關(guān)，
故答案為：ClO₃^-和I^-的反應(yīng)規(guī)律與H⁺（或H₂SO₄）的用量有關(guān)；
②實驗6的現(xiàn)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?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)色，反應(yīng)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(zhì)性質(zhì)的實驗驗證、物質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象、物質(zhì)用量不同反應(yīng)產(chǎn)物不同發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象不同，注意反應(yīng)用量的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．