Question

3．某化学小组同学用下列装置（气密性已检验）进行实验．

探究O₂与KI溶液发生反应的条件．
①甲、乙同学选用以下试剂进行实验（0.1mol•L^-1KI溶液，30%H₂O₂溶液、0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液、淀粉溶液、MnO₂固体、KMnO₄固体），实验记录如表．

	操作	现象
甲	向I中加入必要的试剂，并向III中加入KI、淀粉溶液．连接I、III，打开活塞	I中剧烈反应，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中加入必要的试剂，并向III中加入KI、淀粉溶液和稀硫酸．连接II、III，点燃酒精灯	III中有气泡冒出，溶液变蓝

甲制取O₂的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
乙实验中O₂与KI溶液反应的离子方程式是O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O．
②甲用II加入试剂替换I后，III中仍加入KI、淀粉溶液，再次实验时III中溶液不变蓝．由此他猜测第一次实验时可能是I中的白雾使溶液变蓝．甲又将I中产生的气体直接通入下列a溶液（填序号），证明了白雾中含有H₂O₂．
a．酸性KMnO₄            b．FeCl₂          c．Na₂S
③由甲、乙两同学的实验，可得出结论：KI溶液在酸性条件下易被O₂氧化．

Answer 1

分析 ①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，然后写出反应的化学方程式；
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；
②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；
③根据甲和乙的实验操作方法及反应现象得出结论；

解答 解：（1）①装置Ⅰ中不能加热，应该选用双氧水的分解，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
Ⅳ中有气泡冒出，溶液变蓝，说明氧气将碘离子氧化成碘单质，反应的离子方程式为：O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；O₂+4I^-+4H⁺=2I₂+2H₂O；
②a．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；
故答案为：a；
③根据甲再次实验后，由于碘化钾不是在酸性条件下，则溶液没有变蓝，而用硫酸酸化的KI溶液容易变蓝，证明了碘化钾溶液在酸性条件下易被O₂氧化，
故答案为：KI溶液在酸性条件下易被O₂氧化．

点评 本题考查了物质性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握实验室中物质的性质实验方案设计的方法，正确理解实验原理及操作方法为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．