Question

【题目】某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。

（初步探究）

(l)为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为 ___。

(2)写出实验③中I一反应的离子方程式：____。

(3)对比实验②③④，可以得出的结论：____。

（继续探究）溶液pH对反应速率的影响

查阅资料：

i．pH<11.7时，I-能被O2氧化为I2。

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

(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验，装置如图所示。

分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因：____。

(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应，如右图所 示，请你填写试剂和实验现象_______________。

（深入探究）较高温度对反应速率的影响

小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。

(6)对比实验⑨和⑩的现象差异，该小组同学经过讨论对实验⑨中的现象提出两种假设，请你补充假设1。

假设1：___。

假设2：45℃以上I2易升华，70℃水浴时，c(I2)太小难以显现黄色。

(7)针对假设2，有两种不同观点。你若认为假设2成立，请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因(写出一条)。你若认为假设2不成立，请设计实验方案证明____________。

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，氧化反应速率越快 试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生岐化反应，因为岐化反应速率大于氧化反应速率和淀粉变色速率（或歧化速率最快），所以观察颜色无明显变化 试剂1：1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液

试剂2：pH=10的KOH溶液

现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t<30min） 加热使氧气逸出，c(O2)降低，导致I-氧化为I2的速率变慢 【假设2成立】

理由：KI溶液过量（即使加热时有I2升华也未用光KI），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色

【假设2不成立】

实验方案：水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立

【解析】

根据资料i．pH<11.7时，I-能被O2氧化为I2，碘与淀粉溶液变蓝。对比实验①②若为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应与实验①相同为0.5mol/L稀硫酸；实验②③④的温度相同，则是探究酸度对反应速率的影响，且溶液中氢离子浓度越大反应越快；实验⑤⑥⑦⑧为探究溶液pH对反应速率的影响，根据资料ii. pH>9.28时，I2发生歧化反应：3I2+6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O，pH越大，歧化速率越快，故溶液颜色无明显变化；利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应，负极发生失电子的氧化反应，故试剂1应为1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液，正极O2得电子发生还原反应，故试剂2为pH=10的KOH溶液。实验⑨⑩为探究较高温度对反应速率的影响，不同的是实验⑨在敞口试管中进行，实验⑩在密闭试管中进行， 据此分析解答。

(l)若探究温度对反应速率的影响，则实验①②中试剂A应相同，即应用0.5mol/L稀硫酸，

故答案为：0.5mol/L稀硫酸；

(2)实验③中在酸性条件下I-被O2氧化为I2，反应的离子方程式为：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O，

故答案为：4I-+O2+4H+=2I2+2H2O；

(3) 实验②③④的温度相同，试剂A不同，溶液的酸性越强，蓝色出现的越早，因此可以得出的结论是：KI溶液被O2氧化成I2，c(H+)越大，氧化反应速率越快，

故答案为：KI溶液被O2氧化成I2，c(H+)越大，氧化反应速率越快；

(4)根据资料ii. pH>9.28时，I2发生歧化反应：3I2+6OH-=IO3-+ 5I-+ 3H2O，pH越大，歧化速率越快。试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生岐化反应，因为岐化反应速率大于氧化反应速率和淀粉变色速率，所以⑦和⑧中颜色无明显变化，

故答案为：试管⑦、⑧中，pH为10、11时，既发生氧化反应又发生岐化反应，因为岐化反应速率大于氧化反应速率和淀粉变色速率；

(5) 利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应，负极发生失电子的氧化反应，故试剂1应为1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液，正极O2得电子发生还原反应，故试剂2为pH=10的KOH溶液，若出现电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t<30min）的现象则可证明，

故答案为：试剂1：1mol/LKI溶液，滴加1%淀粉溶液；试剂2：pH=10的KOH溶液；现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝（t<30min）；

(6)实验⑨为敞口试管，与空气相通，水浴加热20min仍保持无色，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色；实验⑩为密闭试管，水浴加热溶液迅速出现黄色，且黄色逐渐加深，冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色；出现现象差异的原因可能是45℃以上I2易升华，70℃水浴时，c(I2)太小难以显现黄色（即假设2），也可能是在敞口试管中加热时氧气逸出，c(O2)降低，导致I-氧化为I2的速率变慢，应为假设1，

故答案为：加热使氧气逸出，c(O2)降低，导致I-氧化为I2的速率变慢；

(7)因KI溶液过量（即使加热时有I2升华也未用光KI），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色，说明假设2成立；

水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，与假设矛盾，则证明假设2不成立；

故答案为：【假设2成立】

理由：KI溶液过量（即使加热时有I2升华也未用光KI），实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2，所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色

【假设2不成立】

实验方案：水浴加热70℃时，用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口，若不变蓝，则证明假设2不成立。