Question

【題目】某研究小組對碘化鉀溶液在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)的速率進(jìn)行實驗探究。

（初步探究）

示意圖	序號	溫度	試劑A	現(xiàn)象
	①	0℃	稀硫酸	左右出現(xiàn)藍(lán)色
	②	20℃		左右出現(xiàn)藍(lán)色
	③	20℃	稀硫酸	左右出現(xiàn)藍(lán)色
	④	20℃	蒸餾水	左右出現(xiàn)藍(lán)色

(1)為探究溫度對反應(yīng)速率的影響，實驗②中試劑A應(yīng)為_________。

(2)寫出實驗③中反應(yīng)的離子方程式:_________________。

(3)對比實驗②③④，可以得出結(jié)論:_________________。

（繼續(xù)探究）溶液對反應(yīng)速率的影響

查閱資料：i.時，能被氧化為I2。

ii.時，發(fā)生歧化反應(yīng):，越大，歧化速率越快。

(4)小組同學(xué)用4支試管在裝有的儲氣瓶中進(jìn)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(xué)利用原電池原理設(shè)計實驗證實的條件下確實可以發(fā)生被氧化為I2的反應(yīng)，如圖所示，請你填寫試劑和實驗現(xiàn)象____________。

（深入探究）較高溫度對反應(yīng)速率的影響

小組同學(xué)分別在敞口試管和密閉試管中進(jìn)行了實驗⑨和⑩。

序號	溫度	試劑	現(xiàn)象
⑨敞口試管	水浴70°C	溶液 稀硫酸	仍保持無色，冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍(lán)色
⑩密閉試管			溶液迅速出現(xiàn)黃色，且黃色逐漸加深，冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍(lán)色

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

假設(shè)1：_____________。

假設(shè)2:45℃以上I2易升華，70℃水浴時，太小難以顯現(xiàn)黃色。

Answer 1

【答案】稀硫酸 被氧化為I2，越大，氧化反應(yīng)速率越快 試管⑦、⑧中的pH為10、11時，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng)，因為歧化反應(yīng)速率大于氧化反應(yīng)速率和淀粉變色速率(或歧化速率最快)，所以顏色無明顯變化 試劑1：溶液，滴加1%淀粉溶液；試劑2：pH=10的KOH溶液；現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)() 加熱使氧氣逸出，降低，導(dǎo)致氧化為的速率變慢

【解析】

（1）探究溫度對反應(yīng)速率的影響，則應(yīng)控制溫度不同，其他條件相同；

（2）酸性條件下，I－能被空氣中的O2氧化成I2，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒書寫反應(yīng)的離子方程式；

（3）根據(jù)實驗②③④條件和現(xiàn)象的不同，確定實驗結(jié)論；

（4）根據(jù)溶液中發(fā)生的氧化反應(yīng)和歧化反應(yīng)進(jìn)行分析；

（5）根據(jù)I－和O2發(fā)生的反應(yīng)確定電極反應(yīng)物，從而確定實驗試劑和實驗現(xiàn)象；

（6）結(jié)合溫度升高，氣體溶解度減小進(jìn)行分析。

(1)為探究溫度對反應(yīng)速率的影響，應(yīng)控制溫度不同，濃度相同，因此實驗②中所加試劑A為0.5mol·L－1稀硫酸；故答案為：0.5mol·L－1稀硫酸；

(2)酸性條件下，I－能被空氣中的O2氧化成I2，O2中O元素的化合價由0價變?yōu)?2價，得到4個電子，I－中I元素的化合價由-1價變?yōu)?價的I2，失去兩個電子，由得失電子守恒，O2的系數(shù)為1，生成H2O的系數(shù)為2，I－的系數(shù)為4，生成I2的系數(shù)為2；再根據(jù)電荷守恒，反應(yīng)物中含有H＋，且系數(shù)為4；據(jù)此可得該反應(yīng)的離子方程式為：4I－+O2+4H＋=2I2+2H2O；故答案為：4I－+O2+4H＋=2I2+2H2O；

(3)對比實驗②③④，實驗②③④中反應(yīng)溫度相同，稀硫酸的濃度逐漸減小，出現(xiàn)藍(lán)色的時間逐漸增大，說明當(dāng)溫度相同時，溶液中c（H＋）越大，反應(yīng)速率越快；故答案為：溫度相同時，KI溶液中I-被O2氧化成I2，c（H＋）越大，氧化速率越快；

(4)溶液中的I－被空氣中的O2氧化成I2后，當(dāng)溶液的pH大于9.28，I2發(fā)生歧化反應(yīng)，且pH越大，歧化反應(yīng)速率越大；試管⑦、⑧中溶液的pH為10、11，溶液中同時發(fā)生氧化反應(yīng)和歧化反應(yīng)，此時溶液顏色無明顯變化，說明歧化反應(yīng)的速率大于氧化反應(yīng)、淀粉變色反應(yīng)的速率；故答案為：試管⑦、⑧中的pH為10、11時，既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生歧化反應(yīng)，因為歧化反應(yīng)速率大于氧化反應(yīng)速率和淀粉變色速率(或歧化速率最快)，所以顏色無明顯變化；

(5)I－和O2發(fā)生的反應(yīng)中，I－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，O2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，因此，試劑1:溶液，滴加1%淀粉溶液；試劑2:pH=10的KOH溶液；現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)()；故答案為：試劑1:溶液，滴加1%淀粉溶液；試劑2:pH=10的KOH溶液;現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，左側(cè)電極附近溶液變藍(lán)()；

(6)由于加熱過程中，溫度升高，氣體溶解度減小，敞口容器中，溶解在水中的O2逸出，導(dǎo)致c（O2）減小，I－氧化為I2的速率變慢，故答案為：加熱使O2逸出，c（O2）降低，導(dǎo)致－氧化為I2的速率變慢。