Question

【題目】某研究小組對碘化鉀溶液在空氣中發生氧化反應的速率進行實驗探究。

（初步探究）

(l)為探究溫度對反應速率的影響，實驗②中試劑A應為 ___。

(2)寫出實驗③中I一反應的離子方程式：____。

(3)對比實驗②③④，可以得出的結論：____。

（繼續探究）溶液pH對反應速率的影響

查閱資料：

i．pH<11.7時，I-能被O2氧化為I2。

ii. pH>9.28時，I2發生歧化反應：3I2+6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O，pH越大，歧化速率越快。

(4)小組同學用4支試管在裝有O2的儲氣瓶中進行實驗，裝置如圖所示。

分析⑦和⑧中顏色無明顯變化的原因：____。

(5)甲同學利用原電池原理設計實驗證實pH=10的條件下確實可以發生I-被O2氧化為I2的反應，如右圖所 示，請你填寫試劑和實驗現象_______________。

（深入探究）較高溫度對反應速率的影響

小組同學分別在敞口試管和密閉試管中進行了實驗⑨和⑩。

(6)對比實驗⑨和⑩的現象差異，該小組同學經過討論對實驗⑨中的現象提出兩種假設，請你補充假設1。

假設1：___。

假設2：45℃以上I2易升華，70℃水浴時，c(I2)太小難以顯現黃色。

(7)針對假設2，有兩種不同觀點。你若認為假設2成立，請推測試管⑨中“冷卻至室溫后滴加淀粉出現藍色”的可能原因(寫出一條)。你若認為假設2不成立，請設計實驗方案證明____________。

Answer 1

【答案】0.5mol/L稀硫酸 4I-+O2+4H+=2I2+2H2O KI溶液被O2氧化成I2，c(H+)越大，氧化反應速率越快 試管⑦、⑧中，pH為10、11時，既發生氧化反應又發生岐化反應，因為岐化反應速率大于氧化反應速率和淀粉變色速率（或歧化速率最快），所以觀察顏色無明顯變化 試劑1：1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液

試劑2：pH=10的KOH溶液

現象：電流表指針偏轉，左側電極附近溶液變藍（t<30min） 加熱使氧氣逸出，c(O2)降低，導致I-氧化為I2的速率變慢 【假設2成立】

理由：KI溶液過量（即使加熱時有I2升華也未用光KI），實驗⑨冷卻室溫后過量的KI仍可與空氣繼續反應生成I2，所以滴加淀粉溶液還可以看到藍色

【假設2不成立】

實驗方案：水浴加熱70℃時，用濕潤的淀粉試紙放在試管⑨的管口，若不變藍，則證明假設2不成立

【解析】

根據資料i．pH<11.7時，I-能被O2氧化為I2，碘與淀粉溶液變藍。對比實驗①②若為探究溫度對反應速率的影響，實驗②中試劑A應與實驗①相同為0.5mol/L稀硫酸；實驗②③④的溫度相同，則是探究酸度對反應速率的影響，且溶液中氫離子濃度越大反應越快；實驗⑤⑥⑦⑧為探究溶液pH對反應速率的影響，根據資料ii. pH>9.28時，I2發生歧化反應：3I2+6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O，pH越大，歧化速率越快，故溶液顏色無明顯變化；利用原電池原理設計實驗證實pH=10的條件下確實可以發生I-被O2氧化為I2的反應，負極發生失電子的氧化反應，故試劑1應為1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液，正極O2得電子發生還原反應，故試劑2為pH=10的KOH溶液。實驗⑨⑩為探究較高溫度對反應速率的影響，不同的是實驗⑨在敞口試管中進行，實驗⑩在密閉試管中進行， 據此分析解答。

(l)若探究溫度對反應速率的影響，則實驗①②中試劑A應相同，即應用0.5mol/L稀硫酸，

故答案為：0.5mol/L稀硫酸；

(2)實驗③中在酸性條件下I-被O2氧化為I2，反應的離子方程式為：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O，

故答案為：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O；

(3) 實驗②③④的溫度相同，試劑A不同，溶液的酸性越強，藍色出現的越早，因此可以得出的結論是：KI溶液被O2氧化成I2，c(H+)越大，氧化反應速率越快，

故答案為：KI溶液被O2氧化成I2，c(H+)越大，氧化反應速率越快；

(4)根據資料ii. pH>9.28時，I2發生歧化反應：3I2+6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O，pH越大，歧化速率越快。試管⑦、⑧中，pH為10、11時，既發生氧化反應又發生岐化反應，因為岐化反應速率大于氧化反應速率和淀粉變色速率，所以⑦和⑧中顏色無明顯變化，

故答案為：試管⑦、⑧中，pH為10、11時，既發生氧化反應又發生岐化反應，因為岐化反應速率大于氧化反應速率和淀粉變色速率；

(5) 利用原電池原理設計實驗證實pH=10的條件下確實可以發生I-被O2氧化為I2的反應，負極發生失電子的氧化反應，故試劑1應為1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液，正極O2得電子發生還原反應，故試劑2為pH=10的KOH溶液，若出現電流表指針偏轉，左側電極附近溶液變藍（t<30min）的現象則可證明，

故答案為：試劑1：1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液；試劑2：pH=10的KOH溶液；現象：電流表指針偏轉，左側電極附近溶液變藍（t<30min）；

(6)實驗⑨為敞口試管，與空氣相通，水浴加熱20min仍保持無色，冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現藍色；實驗⑩為密閉試管，水浴加熱溶液迅速出現黃色，且黃色逐漸加深，冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現藍色；出現現象差異的原因可能是45℃以上I2易升華，70℃水浴時，c(I2)太小難以顯現黃色（即假設2），也可能是在敞口試管中加熱時氧氣逸出，c(O2)降低，導致I-氧化為I2的速率變慢，應為假設1，

故答案為：加熱使氧氣逸出，c(O2)降低，導致I-氧化為I2的速率變慢；

(7)因KI溶液過量（即使加熱時有I2升華也未用光KI），實驗⑨冷卻室溫后過量的KI仍可與空氣繼續反應生成I2，所以滴加淀粉溶液還可以看到藍色，說明假設2成立；

水浴加熱70℃時，用濕潤的淀粉試紙放在試管⑨的管口，若不變藍，與假設矛盾，則證明假設2不成立；

故答案為：【假設2成立】

理由：KI溶液過量（即使加熱時有I2升華也未用光KI），實驗⑨冷卻室溫后過量的KI仍可與空氣繼續反應生成I2，所以滴加淀粉溶液還可以看到藍色

【假設2不成立】

實驗方案：水浴加熱70℃時，用濕潤的淀粉試紙放在試管⑨的管口，若不變藍，則證明假設2不成立。