Question

12．某实验小组同学模拟工业制碘的方法，探究ClO₃^-和I^-的反应规律．实验操作及现象如下：

实验及试剂	编号	无色NaClO3溶液用量	试管中溶液颜色	淀粉KI试纸颜色
	1	0.05mL	浅黄色	无色
	2	0.20mL	深黄色	无色
	3	0.25mL	浅黄色	蓝色
	4	0.30mL	无色	蓝色

（1）取实验2后的溶液，进行如图1实验：

经检验，上述白色沉淀是AgCl．写出加入0.20mLNaClO₃后，溶液中ClO₃^-和I^-发生反应的离子方程式：
ClO₃^-+6I^-+6H⁺=Cl^-+3I₂+3H₂O．
（2）查阅资料：一定条件下，I^-和I₂都可以被氧化成IO₃^-．
作出假设：NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO₃溶液与（1）中的反应产物继续反应，同时生成Cl₂．
进行实验：
①取少量实验4中的无色溶液进行如图2实验，进一步佐证其中含有IO₃^-．其中试剂X可以是c（填字母序号）．
a．碘水          b．KMnO₄溶液        c．NaHSO₃溶液
②有同学提出，仅通过湿润淀粉KI试纸变蓝的现象不能说明生成Cl₂，便补充了如下实验：将实验4中的湿润淀粉KI试纸替换为湿润的淀粉试纸，再滴加0.30mL1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，发现湿润的淀粉试纸没有明显变化．进行以上对比实验的目的是进一步佐证4中生成了Cl₂．
获得结论：NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色原因是2ClO₃^-+I₂=Cl₂↑+2IO₃^-（用离子方程式表示）．
（3）小组同学继续实验，通过改变实验4中硫酸溶液的用量，获得如表实验结果：

编号	6.0mol•L-1 H2SO4 溶液用量	试管中溶液颜色	淀粉KI试纸颜色
5	0.25mL	浅黄色	无色
6	0.85mL	无色	蓝色

①对比实验4和5，可以获得的结论是ClO₃^-和I^-的反应规律与H⁺（或H₂SO₄）的用量有关
②用离子方程式解释实验6的现象：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺=3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液颜色变为深黄色，淀粉KI试纸颜色变蓝色，说明氯酸根离子具有氧化性能氧化碘离子为单质碘；
（2）①加入0.30 mLNaClO₃后，溶液为无色，NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO₃溶液与（1）中的反应产物继续反应，同时生成Cl₂；取少量实验4中的无色溶液进行如图实验，进一步佐证其中含有IO₃^-，
②将实验4中的湿润淀粉KI试纸替换为湿润的淀粉试纸，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，发现湿润的淀粉试纸没有明显变化，说明无碘单质生成，NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO₃溶液与（1）中的反应产物继续反应，同时生成Cl₂；说明是氯气的氧化性以后碘离子生成了碘单质；NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是氯酸根离子以后碘单质为碘酸根离子；
（3）①对比实验5和6，硫酸用量不同试管中溶液颜色不同说明氢离子浓度不同氯酸根离子以后碘离子产物不同；
②实验6的现象是氯酸根离子以后碘离子生成碘酸根，通式生成氯气能使湿润的淀粉KI试纸变蓝色．

解答 解：（1）加入0.20mL NaClO₃后，溶液颜色变为深黄色，淀粉KI试纸颜色变蓝色，说明氯酸根离子具有氧化性能氧化碘离子为单质碘，反应的离子方程式为：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═Cl^-+3I₂+3H₂O，
故答案为：ClO₃^-+6I^-+6H⁺═Cl^-+3I₂+3H₂O；
（2）①取少量实验4中的无色溶液进行如图实验，无色溶液中加入试剂X变为黄色，加入四氯化碳萃取得到下层紫红色，说明生成了碘单质，加入的试剂具有还原性，能和碘酸根离子发生氧化还原反应生成碘单质，选择c选项的NaHSO₃溶液，a选项含碘单质不能验证，b为高锰酸钾溶液具有氧化性，不符合要求，进一步佐证其中含有IO₃^-，所选试剂为c，
故答案为：c；
②将实验4中的湿润淀粉KI试纸替换为湿润的淀粉试纸，再滴加0.30mL 1.33mol•L^-1NaClO₃溶液后，发现湿润的淀粉试纸没有明显变化，说明无碘单质生成，排除易升华的I₂对湿润淀粉KI试纸检验Cl₂的干扰，NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO₃溶液与（1）中的反应产物继续反应，同时生成Cl₂；说明是氯气的氧化性以后碘离子生成了碘单质；NaClO₃溶液用量增加导致溶液褪色的原因是氯酸根离子以后碘单质为碘酸根离子，反应的离子方程式为：2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-，
故答案为：排除易升华的I₂对湿润淀粉KI试纸检验Cl₂的干扰；2ClO₃^-+I₂═Cl₂↑+2IO₃^-；
（3）①对比实验5和6，硫酸用量不同试管中溶液颜色不同说明氢离子浓度不同氯酸根离子以后碘离子产物不同，获得的结论是ClO₃^-和I^-的反应规律与H⁺（或H₂SO₄）的用量有关，
故答案为：ClO₃^-和I^-的反应规律与H⁺（或H₂SO₄）的用量有关；
②实验6的现象是氯酸根离子以后碘离子生成碘酸根，通式生成氯气能使湿润的淀粉KI试纸变蓝色，反应的离子方程式为：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺═3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O，
故答案为：6ClO₃^-+5I^-+6H⁺═3Cl₂↑+5IO₃^-+3H₂O．

点评 本题考查了物质性质的实验验证、物质反应的现象、物质用量不同反应产物不同发生反应的现象不同，注意反应用量的分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．