Question

20．某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置（氣密性已檢驗(yàn)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）探究O₂與KI溶液發(fā)生反應(yīng)的條件．
①甲、乙兩同學(xué)選用以下試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（0.1mol•L^-1 KI溶液，30% H₂O₂溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液、MnO₂固體、KMnO₄固體），實(shí)驗(yàn)記錄如下．

	操作	現(xiàn)象
甲	向Ⅰ中加入必要的試劑，并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液．連接Ⅰ、Ⅳ，打開(kāi)活塞	Ⅰ中劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)色氣體并伴隨大量白霧；Ⅳ中有氣泡冒出，溶液迅速變藍(lán)
乙	向Ⅱ中加入必要的試劑，并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液和稀硫酸．連接Ⅱ、Ⅳ，點(diǎn)燃酒精燈	Ⅳ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

甲制取O₂的化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．乙實(shí)驗(yàn)中O₂與KI溶液反應(yīng)的離子方程式是O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O．
②甲用Ⅱ加入試劑替換Ⅰ后，Ⅳ中仍加入KI、淀粉溶液，再次實(shí)驗(yàn)時(shí)Ⅳ中溶液不變藍(lán)．由此他猜測(cè)第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)可能是Ⅰ中的白霧使溶液變藍(lán)．甲又將Ⅰ中產(chǎn)生的氣體直接通入下列a溶液（填序號(hào)），證明了白霧中含有H₂O₂．
a．酸性KMnO₄           b．FeCl₂            c．Na₂S
③由甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：KI溶液在酸性條件下易被O₂氧化．
（2）資料顯示：KI溶液在空氣中被緩慢氧化時(shí)CO₂參與了反應(yīng)．丙、丁兩同學(xué)為探究該反應(yīng)中CO₂的作用，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)．

	操作	現(xiàn)象
丙	向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸，Ⅳ中加入KI、淀粉溶液并在上層覆蓋少量煤油．使Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)將裝置中空氣排盡后，再將氣體通入Ⅳ的溶液中	Ⅳ中有氣泡冒出，溶液不變藍(lán)
丁	向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸，Ⅲ中加入必要試劑，Ⅳ中加入KI、淀粉溶液．依次連接Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，打開(kāi)活塞	Ⅳ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)

①丙實(shí)驗(yàn)的目的是證明CO₂不能氧化I^-．
②丁實(shí)驗(yàn)的Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)方程式為Na₂O₂．
③為證明CO₂所起的作用，可進(jìn)行的操作是：取上述丁實(shí)驗(yàn)后Ⅳ中溶液，滴入CaCl₂（或BaCl₂）溶液．

Answer 1

分析 （1）①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，然后寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
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(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
②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(yàn)；
③根據(jù)甲和乙的實(shí)驗(yàn)操作方法及反應(yīng)現(xiàn)象得出結(jié)論；
（2）①根據(jù)丙的操作方法可知，通入碘化鉀溶液的氣體為純凈的二氧化碳，目的是驗(yàn)證二氧化碳是否氧化碘離子；
②實(shí)驗(yàn)丁的目的是驗(yàn)證氧氣中含有二氧化碳后，碘化鉀溶液是否更容易被氧化，據(jù)此可知裝置Ⅲ中所盛放的試劑能夠與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣；
③碘離子與氧氣、二氧化碳在溶液中反應(yīng)生成碘單質(zhì)和碳酸鉀，丁實(shí)驗(yàn)后Ⅳ中溶液會(huì)含有碳酸根離子，根據(jù)具有碳酸根離子的常用方法解答．

解答 解：（1）①裝置Ⅰ中不能加熱，應(yīng)該選用雙氧水的分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，Ⅳ中有氣泡冒出，溶液變藍(lán)，說(shuō)明氧氣將碘離子氧化成碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O；
②a．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(wú)法證明混合氣體中含有雙氧水，故b錯(cuò)誤；
c．Na₂S，高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化鈉，無(wú)法用硫化鈉檢驗(yàn)混合氣體中是否含有雙氧水，故c錯(cuò)誤；
故答案為：a；
③根據(jù)甲再次實(shí)驗(yàn)后，由于碘化鉀不是在酸性條件下，則溶液沒(méi)有變藍(lán)，而用硫酸酸化的KI溶液容易變藍(lán)，證明了碘化鉀溶液在酸性條件下易被O₂氧化，
故答案為：KI溶液在酸性條件下易被O₂氧化；
（2）①根據(jù)丙的操作方法可知，通入碘化鉀溶液中的氣體只有二氧化碳，而溶液沒(méi)有變藍(lán)，從而證明CO₂不能氧化I^-，
故答案為：證明CO₂不能氧化I^-；
②裝置Ⅰ中產(chǎn)生了二氧化碳，裝置Ⅲ中應(yīng)該與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，從而驗(yàn)證氧氣中混有二氧化碳后，碘化鉀溶液是否被氧化，由于過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置Ⅲ中盛放的為Na₂O₂，
故答案為：Na₂O₂；
③為證明CO₂所起的作用，可進(jìn)行的操作為：取上述丁實(shí)驗(yàn)后Ⅳ中溶液滴入CaCl₂（或BaCl₂）溶液，溶液中如果生成了沉淀，則證明裝置Ⅳ中生成的碳酸根離子，二氧化碳在反應(yīng)中提供氫離子，
故答案為：滴入CaCl₂（或BaCl₂）溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，注意掌握實(shí)驗(yàn)室中物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的方法，正確理解實(shí)驗(yàn)原理及操作方法為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>