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【题目】某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究O2KI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,记录如下:

操作

现象

I的锥形瓶中加入______,向I______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;中有气泡冒出,溶液迅速变蓝

中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯

中有气泡冒出,溶液不变蓝

中加入KMnO4固体,中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯

中有气泡冒出,溶液变蓝

(2)丙实验中O2KI溶液反应的离子方程式是__________________________

(3)对比乙、丙实验可知,O2KI溶液发生反应的适宜条件是___________。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________________________

(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________溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2

A.酸性KMnO4 B.FeCl2 C.氢硫酸 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20 mL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)_____________________造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确。_________________________________________

【答案】 MnO2固体 分液漏斗 O2+4I-+4H+=2I2+2H2O 酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验 AD 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

【解析】试题分析:由题中信息可知,可利用装置Ⅰ、30% H2O2溶液、MnO2固体制备O2或者选用装置KMnO4固体制备O2然后利用装置0.1mol/L H2SO4溶液探究O2KI溶液发生反应的条件

1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下:

操作

现象

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

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

2)丙实验中根据实验现象可知,在酸性条件下,O2KI溶液反应生成了碘,其离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O

3)对比乙、丙实验可知,乙实验中没有使用0.1mol/L H2SO4溶液没有碘生成,故O2KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境。为进一步探究溶液的酸性强弱对反应速率的影响,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。欲证明白雾中是否含有H2O2,根据其具既有还原性又有氧化性,可以将I中产生的气体直接通入酸性KMnO4溶液或品红溶液中,若观察到酸性KMnO4溶液褪色或品红溶液褪色O2不能使这两种溶液褪色,所以O2中有H2O2故应选择AD两种溶液。O2也能与FeCl2溶液、氢硫酸反应,故不能用于检验所以O2中是否有H2O2

5)资料显示:KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化:4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL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说明I2可能与KOH发生了歧化反应其离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O。要证明这个猜想是否正确,可以利用I-IO3-可以发生归中反应生成I2设计实验方案检验I2实验方案是: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。

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项目

葡萄糖溶液

甲苯溶液

起始COD/(mg·L-1)

1124

1966

处理后COD/(mg·L-1)

983

526

去除率/%

11.54

73.24

已知: 化学需氧量(COD) 指的是: 在一定条件下,以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标,折算成每升水样全部被氧化后,需要的氧气的亳克数,以mg·L-1表示。该指标也作为污水中有机物含量的综合指标之一。由甲苯引起的1L 污水,当去除率为73.24%时,理论上需高铁酸钾_____mg。[ 已知 :M(K2FeO4)=198g/mol]。理论上需要的m (Na2FeO4 ) 大于实际用量,说明Na2FeO4 去除有机污水的原理除了氧化作用外,另一个原因可能是_____________________________

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