Question

17．研究性學習是綜合實踐活動重要的組成部分，注重培養(yǎng)學生的問題意識．某研究性學習小組為了驗證臭氧的氧化性強于氧氣，進行了下述實驗，請參與探究并回答相關問題．
[實驗目的]驗證臭氧的氧化性強于氧氣．
[實驗原理]2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇單質(zhì)碘變藍色．
[實驗用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化鉀溶液、濾紙、玻璃片、溫度計．
[實驗步驟]
①取a溶液與碘化鉀溶液混合．
②取兩片用濾紙剪成的紙條，在a和碘化鉀的混合液中濕潤后分別置于兩塊潔凈的玻璃片上．
③將一塊玻璃片（Ⅰ）置于臭氧消毒碗柜中并接通電源生成臭氧．將另一塊玻璃片（Ⅱ）置于可控溫度的溫箱里，盡量地使溫箱的溫度與消毒碗柜中的溫度相等．
④觀察現(xiàn)象并進行記錄：

時間/min		0	15	30	45	60	90	120
濾紙的 顏色 變化	玻璃片（Ⅰ） 上的濾紙	白色	白色	灰色	淺藍色	藍色	藍色	淺藍色
	玻璃片（Ⅱ） 上的濾紙	白色	白色	白色	白色	灰色	灰色	淺藍色

請根據(jù)上述實驗原理、步驟及你所學的知識，回答下列問題．
（1）實驗藥品中的a溶液是淀粉溶液．
（2）寫出在臭氧消毒柜中產(chǎn)生O₃的化學方程式：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃．
（3）整個實驗過程要保持兩塊玻璃片所在環(huán)境的溫度相同的原因是溫度會影響反應速率，保持溫度相同是為了消除溫度不同帶來的誤差．
（4）從實驗數(shù)據(jù)記錄可以得出的結論是BCD（填序號）．
A．空氣中可能也有一定濃度的O₃，所以實驗數(shù)據(jù)不可靠，不能達到實驗目的
B．氧氣也能氧化碘化鉀中的碘離子
C．O₃的氧化性比O₂強
D．O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用
（5）在O₃氧化KI的反應中，若有24g O₃發(fā)生反應，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為N_A（或6.02×10²³）．

Answer 1

分析 通過分析實驗現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍色，說明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O₃＞O₂．
（1）根據(jù)實驗的反應原理：2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂，臭氧能夠?qū)�KI中的I^-氧化成碘單質(zhì)，而檢驗碘單質(zhì)的生成，可以用淀粉溶液，所以a溶液是淀粉溶液；
（2）臭氧消毒柜中產(chǎn)生O₃的原理是通電條件下氧氣變化為臭氧；
（3）根據(jù)實驗研究的方法分析，溫度會影響反應速率，消除溫度對實驗的干擾；
（4）根據(jù)以上分析，O₃的氧化性比O₂強，氧氣能氧化KI中的I^-，以及通過玻璃片I上的濾紙條90分鐘到120分鐘是顏色變線說明O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用，根據(jù)玻璃片II上的濾紙條的顏色變化消毒碗柜中也有O₂；
（5）根據(jù)得失電子守恒計算，2KI～O₃～I₂～2e^-．

解答 解：通過分析實驗現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍色，說明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O₃＞O₂．
（1）分析原理可知，2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇單質(zhì)碘變藍色，a溶液為指示劑，
故答案為：淀粉；
（2）將一塊玻璃片（Ⅰ）置于臭氧消毒碗柜中并接通電源生成臭氧，通電條件下氧氣變化為臭氧反應的化學方程式為：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃，
故答案為：3O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2O₃；
（3）根據(jù)實驗研究的方法，即討論臭氧和氧氣的氧化性強弱就要求其他因素要保持一致，所以所處環(huán)境的溫度相同的原因是排除溫度變化帶來的影響，
故答案為：溫度會影響反應速率，保持溫度相同是為了消除溫度不同帶來的誤差；
（4）從表中的數(shù)據(jù)可以看出，玻璃片甲上的含淀粉溶液和碘化鉀溶液的濾紙在45 min時開始變淺藍色，而玻璃片乙上的含淀粉溶液和碘化鉀溶液的濾紙在120 min時開始變淺藍色，說明玻璃片乙上產(chǎn)生碘單質(zhì)的速率慢，即氧氣的氧化性比臭氧的弱．玻璃片甲上變淺藍色的濾紙，在60 min～90 min時顯藍色，而到了120 min時又變成了淺藍色，說明臭氧具有漂白作用，
A．空氣中無一定濃度的O₃，所以實驗數(shù)據(jù)能達到實驗目的，故A錯誤；
B．圖表中顏色變化可知，氧氣也能氧化碘化鉀中的碘離子，故B正確；
C．玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍色，說明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O₃＞O₂，O₃的氧化性比O₂強，故C正確；
D．O₃消毒原理是利用其強氧化性與次氯酸相同，O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用，故D正確；
故答案為：BCD；
（5）2KI～O₃～I₂～2e^-
       48g　　　2 mol
      24 g    n（e^-）
n（e^-）=1 mol，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為：N_A（或6.02×10²³），
故答案為：N_A（或6.02×10²³）．

點評 本題主要考查了臭氧的強氧化性以及與氧氣的氧化性的比較，題目難度中等，抓住實驗的現(xiàn)象來分析本質(zhì)是解題的關鍵．