Question

2．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O₂与KI溶液发生反应的条件．
供选试剂：30% H₂O₂溶液、0.1mol/L H₂SO₄溶液、MnO₂固体、KMnO₄固体
（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如表：

	操作	现象
甲	向I的锥形瓶中加入MnO2固体，．向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞	I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙	向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯	Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙	向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯	Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝

（2）丙实验中O₂与KI溶液反应的离子方程式是O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O．
（3）对比乙、丙实验可知，O₂与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境．为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是使用不同浓度的稀硫酸作对比实验．
（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝．学生将I中产生的气体直接通入下列AD溶液（填序号），证明了白雾中含有H₂O₂．
A．酸性 KMnO₄         B．FeCl₂          C．Na₂S          D．品红
（5）资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI+O₂+2H₂O=2I₂+4KOH．该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误．

Answer 1

分析 （1）甲实验：根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质；
（2）碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式；
（3）对比乙、丙实验可知，O₂与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境，酸溶液中氢离子浓度不同，装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同；
（4）证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水，氧气和双氧水都具有氧化性，需要利用不同性质进行检验；
（5）该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，可能是生成的碘单质在件容易中发生反应生成碘化钾、碘酸钾，验证是否正确在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝验证．

解答 解：（1）甲实验：根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向I的锥形瓶中加入MnO₂固体，向I的分液漏斗中加入30% H₂O₂溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞，I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质，
故答案为：MnO₂固体；分液漏斗；
（2）碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案为：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O；
（3）向Ⅱ中加入KMnO₄固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝，向Ⅱ中加入KMnO₄固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H₂SO₄溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝对比乙、丙实验可知，O₂与KI溶液发生反应的适宜条件是：酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸作对比实验，
故答案为：酸性环境；使用不同浓度的稀硫酸作对比实验；
（4）A．KMnO₄，高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水，故A正确；
B．FeCl₂，氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有双氧水，故B错误；
C．Na₂S，高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化钠，无法用硫化钠检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；
 D．品红遇到过氧化氢会被氧化红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，故D正确；
故答案为：AD；
（5）KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI+O₂+2H₂O=2I₂+4KOH．该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为：3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O，设计实验证明他们的猜想是否正确升温方案为：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误，
故答案为：3I₂+6OH^-=5I^-+IO₃^-+3H₂O；在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH₂SO₄溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误．

点评 本题考查物质性质实验方案的设计和分析，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考高频考点，注意把握物质的性质以及实验的方法和原理，题目难度中等．