Question

12．某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下：

實(shí)驗(yàn)及試劑	編號(hào)	無(wú)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(wú)色
	2	0.20mL	深黃色	無(wú)色
	3	0.25mL	淺黃色	藍(lán)色
	4	0.30mL	無(wú)色	藍(lán)色

（1）取實(shí)驗(yàn)2后的溶液，進(jìn)行如圖1實(shí)驗(yàn)：

經(jīng)檢驗(yàn)，上述白色沉淀是AgCl．寫出加入0.20mLNaClO₃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(guò)量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時(shí)生成Cl₂．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①取少量實(shí)驗(yàn)4中的無(wú)色溶液進(jìn)行如圖2實(shí)驗(yàn)，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(hào)）．
a．碘水          b．KMnO₄溶液        c．NaHSO₃溶液
②有同學(xué)提出，僅通過(guò)濕潤(rùn)淀粉KI試紙變藍(lán)的現(xiàn)象不能說(shuō)明生成Cl₂，便補(bǔ)充了如下實(shí)驗(yàn)：將實(shí)驗(yàn)4中的濕潤(rùn)淀粉KI試紙?zhí)鎿Q為濕潤(rùn)的淀粉試紙，再滴加0.30mL1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉試紙沒有明顯變化．進(jìn)行以上對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是進(jìn)一步佐證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(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)4中硫酸溶液的用量，獲得如表實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

編號(hào)	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(wú)色
6	0.85mL	無(wú)色	藍(lán)色

①對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shuō)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(wú)色，NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是過(guò)量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時(shí)生成Cl₂；取少量實(shí)驗(yàn)4中的無(wú)色溶液進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步佐證其中含有IO₃^-，
②將實(shí)驗(yàn)4中的濕潤(rùn)淀粉KI試紙?zhí)鎿Q為濕潤(rùn)的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉試紙沒有明顯變化，說(shuō)明無(wú)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(guò)量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時(shí)生成Cl₂；說(shuō)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(duì)比實(shí)驗(yàn)5和6，硫酸用量不同試管中溶液顏色不同說(shuō)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(shí)驗(yàn)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?rùn)的淀粉KI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(shuō)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(shí)驗(yàn)4中的無(wú)色溶液進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，無(wú)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(shuō)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(xiàng)的NaHSO₃溶液，a選項(xiàng)含碘單質(zhì)不能驗(yàn)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(shí)驗(yàn)4中的濕潤(rùn)淀粉KI試紙?zhí)鎿Q為濕潤(rùn)的淀粉試紙，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉試紙沒有明顯變化，說(shuō)明無(wú)碘單質(zhì)生成，排除易升華的I₂對(duì)濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)Cl₂的干擾，NaClO₃溶液用量增加導(dǎo)致溶液褪色的原因是過(guò)量的NaClO₃溶液與（1）中的反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，同時(shí)生成Cl₂；說(shuō)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(duì)濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)Cl₂的干擾；2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-；
（3）①對(duì)比實(shí)驗(yàn)5和6，硫酸用量不同試管中溶液顏色不同說(shuō)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(shí)驗(yàn)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?rùn)的淀粉KI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(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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．