Question

2．某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置和試劑進(jìn)行實驗，探究O₂與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件．
供選試劑：30% H₂O₂溶液、0.1mol/L H₂SO₄溶液、MnO₂固體、KMnO₄固體
（1）小組同學(xué)設(shè)計甲、乙、丙三組實驗，記錄如表：

	操作	現(xiàn)象
甲	向I的錐形瓶中加入MnO2固體，．向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞	I中產(chǎn)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(lán)
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H2SO4溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈	Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

（2）丙實驗中O₂與KI溶液反應(yīng)的離子方程式是O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O．
（3）對比乙、丙實驗可知，O₂與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是酸性環(huán)境．為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實驗措施是使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗．
（4）由甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是I中的白霧使溶液變藍(lán)．學(xué)生將I中產(chǎn)生的氣體直接通入下列AD溶液（填序號），證明了白霧中含有H₂O₂．
A．酸性 KMnO₄         B．FeCl₂          C．Na₂S          D．品紅
（5）資料顯示：KI溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化：4KI+O₂+2H₂O=2I₂+4KOH．該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán)，他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)（寫離子方程式）3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O造成的，請設(shè)計實驗證明他們的猜想是否正確在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液觀察現(xiàn)象，若溶液變藍(lán)則猜想正確，否則錯誤．

Answer 1

分析 （1）甲實驗：根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可知利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，I中產(chǎn)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(lán)說明生成碘單質(zhì)；
（2）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(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（3）對比乙、丙實驗可知，O₂與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件酸性環(huán)境，酸溶液中氫離子濃度不同，裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍(lán)色的速率不同；
（4）證明Ⅰ中產(chǎn)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(zhì)進(jìn)行檢驗；
（5）該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán)，可能是生成的碘單質(zhì)在件容易中發(fā)生反應(yīng)生成碘化鉀、碘酸鉀，驗證是否正確在未變藍(lán)色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍(lán)驗證．

解答 解：（1）甲實驗：根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可知利用的是雙氧水的分解，過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，向I的錐形瓶中加入MnO₂固體，向I的分液漏斗中加入30% H₂O₂溶液，連接I、Ⅲ，打開活塞，I中產(chǎn)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(lán)說明生成碘單質(zhì)，
故答案為：MnO₂固體；分液漏斗；
（2）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(zhì)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式為：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案為：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O；
（3）向Ⅱ中加入KMnO₄固體，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)，向Ⅱ中加入KMnO₄固體，Ⅲ中加入適量0.1mol/L H₂SO₄溶液，連接Ⅱ、Ⅲ，點燃酒精燈，Ⅲ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)對比乙、丙實驗可知，O₂與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是：酸性環(huán)境；為進(jìn)一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實驗措施是：使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗，
故答案為：酸性環(huán)境；使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗；
（4）A．KMnO₄，高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化，導(dǎo)致高錳酸鉀溶液褪色，而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，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；
 D．品紅遇到過氧化氫會被氧化紅色褪去，證明混合氣體中含有雙氧水，故D正確；
故答案為：AD；
（5）KI溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化：4KI+O₂+2H₂O=2I₂+4KOH．該小組同學(xué)取20mL久置的KI溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍(lán)，他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)的離子方程式為：3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，設(shè)計實驗證明他們的猜想是否正確升溫方案為：在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液觀察現(xiàn)象，若溶液變藍(lán)則猜想正確，否則錯誤，
故答案為：3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O；在上述未變藍(lán)的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液觀察現(xiàn)象，若溶液變藍(lán)則猜想正確，否則錯誤．

點評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計和分析，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，為高考高頻考點，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗的方法和原理，題目難度中等．