Question

【題目】用H2O2、KI和洗潔精可完成“大象牙膏”實(shí)驗(yàn)（短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量泡沫），某同學(xué)依據(jù)文獻(xiàn)資料對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

（1）資料1：KI在該反應(yīng)中的作用：

H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－�？偡磻�(yīng)的化學(xué)方程式是________________。

（2）資料2：H2O2分解反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示，其中①有KI加入，②無(wú)KI加入。下列判斷正確的是___________（填字母）。

a. 加入KI后改變了反應(yīng)的路徑

b. 加入KI后改變了總反應(yīng)的能量變化

c. H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放熱反應(yīng)

（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，H2O2與KI溶液混合后，產(chǎn)生大量氣泡，溶液顏色變黃。再加入CCl4，振蕩、靜置，氣泡明顯減少。

資料3：I2也可催化H2O2的分解反應(yīng)。

①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到___________，說(shuō)明有I2生成。

②氣泡明顯減少的原因可能是：i. H2O2濃度降低；ii. ________。以下對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液變黃后，分成兩等份于A、B兩試管中。A試管加入CCl4，B試管不加CCl4，分別振蕩、靜置。觀察到的現(xiàn)象是_____________。

（4）資料4：I－（aq）＋I2（aq）I3－（aq） K＝640。

為了探究體系中含碘微粒的存在形式，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：向20 mL一定濃度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L－1 KI溶液，達(dá)平衡后，相關(guān)微粒濃度如下：

微粒	I－	I2	I3－
濃度/（mol·L－1）	2.5×10－3	a	4.0×10－3

①a＝__________。

②該平衡體系中除了含有I－，I2，I3－外，一定還含有其他含碘微粒，理由是________________。

Answer 1

【答案】2H2O22H2O＋O2↑ a 下層溶液呈紫紅色 在水溶液中I2的濃度降低 A試管中產(chǎn)生氣泡明顯變少；B試管中產(chǎn)生氣泡速率沒(méi)有明顯減小 2c（I2）＋c（I－）＋3c（I3－）＜0.033mol·L－1

【解析】

（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把兩式加和，即可得到總反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（2）a. 加入KI后，一步反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，也就是改變了反應(yīng)的路徑，a正確；

b. 加入KI后，反應(yīng)物和生成物的能量都沒(méi)有改變，b不正確；

c. 由圖中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－是吸熱反應(yīng)，c不正確。

（3）①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到下層溶液呈紫紅色，說(shuō)明有I2生成。

②氣泡明顯減少的原因可能是：i. H2O2濃度降低；ii. 在水溶液中I2的濃度降低。以下對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液變黃后，分成兩等份于A、B兩試管中。A試管加入CCl4，B試管不加CCl4，分別振蕩、靜置。觀察到的現(xiàn)象是H2O2溶液的濃度相同，但產(chǎn)生氣泡的速率差異很大。

（4）① ，由此可求出a。

②該平衡體系中除了含有I－，I2，I3－外，一定還含有其他含碘微粒，理由是原來(lái)溶液中c(I-)=，求出I－，I2，I3－中所含I的濃度和，二者比較便可得到結(jié)論。

（1）H2O2＋I－＝H2O＋IO－,H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－,把兩式加和，即可得到總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O22H2O＋O2↑。答案為：2H2O22H2O＋O2↑；

（2）a. 加入KI后，一步反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，也就是改變了反應(yīng)的路徑，a正確；

b. 加入KI后，反應(yīng)物和生成物的能量都沒(méi)有改變，b不正確；

c. 由圖中可知，H2O2＋I－＝H2O＋IO－的反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，c不正確。答案為：a；

（3）①加CCl4并振蕩、靜置后還可觀察到下層溶液呈紫紅色，說(shuō)明有I2生成。答案為：下層溶液呈紫紅色；

②氣泡明顯減少的原因可能是：i. H2O2濃度降低；ii. 在水溶液中I2的濃度降低。以下對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液變黃后，分成兩等份于A、B兩試管中。A試管加入CCl4，B試管不加CCl4，分別振蕩、靜置。觀察到的現(xiàn)象是H2O2溶液的濃度相同，但產(chǎn)生氣泡的速率差異很大。答案為：在水溶液中I2的濃度降低；A試管中產(chǎn)生氣泡明顯變少，B試管中產(chǎn)生氣泡速率沒(méi)有明顯減小；

（4）① ，由此可求出a=2.5×10-3mol/L。答案為：2.5×10-3；

②該平衡體系中除了含有I－，I2，I3－外，一定還含有其他含碘微粒，理由是原來(lái)溶液中，c(I-)=；現(xiàn)在溶液中，I－，I2，I3－中所含I的濃度和為2c(I2)＋c(I－)＋3c(I3－)=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033，I不守恒，說(shuō)明產(chǎn)物中還有含碘微粒。答案為：2c(I2)＋c(I－)＋3c(I3－)<0.033mol·L－1。