Question

9．某學(xué)生探究如下實(shí)驗(yàn)（A）：

實(shí)驗(yàn)A	條件	現(xiàn)象
	加熱	�。�加熱后藍(lán)色褪去 ⅱ．冷卻過(guò)程中，溶液恢復(fù)藍(lán)色 ⅲ．一段時(shí)間后，藍(lán)色重又褪去

（1）使淀粉變藍(lán)的物質(zhì)是I₂．
（2）分析現(xiàn)象ⅰ、ⅱ認(rèn)為：在酸性條件下，加熱促進(jìn)淀粉水解，冷卻后平衡逆向移動(dòng)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖1，“現(xiàn)象a”證實(shí)該分析不合理：“現(xiàn)象a”是溶液不變藍(lán)．
（3）再次分析：加熱后單質(zhì)碘發(fā)生了變化，實(shí)驗(yàn)如下：
Ⅰ：取少量碘水，加熱至褪色，用淀粉溶液檢驗(yàn)揮發(fā)出的物質(zhì)，變藍(lán)．
Ⅱ：向褪色后的溶液中滴加淀粉溶液，冷卻過(guò)程中一直未變藍(lán)；加入稀H₂SO₄，瞬間變藍(lán)．
對(duì)步驟Ⅱ中稀H₂SO₄的作用，結(jié)合離子方程式，提出一種合理的解釋解釋1：6H⁺+5I^-+IO₃^-═3I₂+3H₂O，解釋2：4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O，解釋3：2H⁺+2I^-+IO^-═I₂+H₂O．
（4）探究碘水褪色后溶液的成分：
實(shí)驗(yàn)1：測(cè)得溶液的pH≈5
實(shí)驗(yàn)2：取褪色后的溶液，完成如圖2實(shí)驗(yàn)：
①產(chǎn)生黃色沉淀的離子方程式是2H⁺+2I^-+Ag₂O═2AgI↓+H₂O．
②Ag₂O的作用是證明上層溶液中存在I^-，沉淀I^-，排除向?yàn)V液中加入稀H₂SO₄后，因I^-被氧化生成I₂的可能．
③依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，推測(cè)濾液中含有的物質(zhì)（或離子）可能是HIO（或IO^-）、HIO₃（或IO₃^-）、H⁺．
（5）結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率解釋實(shí)驗(yàn)A中現(xiàn)象ⅰ、現(xiàn)象ⅲ藍(lán)色褪去的原因現(xiàn)象ⅰ：部分I₂揮發(fā)，部分I₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)；現(xiàn)象ⅲ：淀粉完全水解．加熱時(shí)，I₂與H₂O的反應(yīng)速率大于淀粉水解的速率．

Answer 1

分析 （1）淀粉遇碘變藍(lán)色，人們根據(jù)淀粉的這一特性來(lái)鑒定淀粉的存在；
（2）在酸性條件下，加熱促進(jìn)淀粉水解，淀粉水解生成葡萄糖，溶液中不存在淀粉，加入碘水后，溶液中不會(huì)變成藍(lán)色；
（3）加入稀硫酸瞬間變藍(lán)，這說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，或碘單質(zhì)的濃度增大，可能為碘離子、碘酸根離子在酸性條件下反應(yīng)生成碘，也可能是在酸性條件下碘離子被氧氣氧化，也可能為碘溶于水發(fā)生類似氯氣和水的反應(yīng)；
（4）①碘離子和氧化銀反應(yīng)生成碘化銀黃色沉淀；
②氧化銀的作用是同時(shí)除去碘離子和氫離子；
③濾液中加入硫酸和亞硫酸鈉，然后加入淀粉，溶液變藍(lán)色，說(shuō)明有碘生成，推測(cè)濾液中含有的物質(zhì)（或離子）可能是含碘元素的離子，具有氧化性，含碘元素的離子在酸性條件下易被還原；
（5）淀粉水解速率較慢，現(xiàn)象�。翰糠諭₂揮發(fā)，部分I₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)；現(xiàn)象ⅲ：淀粉完全水解．加熱時(shí)，I₂與H₂O的反應(yīng)速率大于淀粉水解的速率．

解答 解：（1）淀粉遇碘變藍(lán)色是淀粉的特性，人們根據(jù)淀粉的這一特性來(lái)鑒定淀粉的存在，淀粉是由D-葡萄糖單體組成的同聚物，包括直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類型，為植物中糖類的主要貯存形式；淀粉遇碘變藍(lán)色，這并非是淀粉與碘發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，而是淀粉螺旋中央空穴恰能容下碘分子，通過(guò)范德華力，兩者形成一種絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能比較均勻地吸收除藍(lán)光以外的其它可見(jiàn)光，從而使淀粉變?yōu)樯钏{(lán)色，
故答案為：I₂；
（2）在酸性條件下，加熱促進(jìn)淀粉水解，淀粉水解生成葡萄糖，“現(xiàn)象a”是加入碘水后，溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象，不會(huì)變成藍(lán)色，說(shuō)明溶液中不存在淀粉，“現(xiàn)象a”證實(shí)冷卻后平衡逆向移動(dòng)該分析不合理，
故答案為：溶液不變藍(lán)；
（3）加入稀硫酸瞬間變藍(lán)，這說(shuō)明有碘單質(zhì)生成，或碘單質(zhì)的濃度增大，可能為碘離子、碘酸根離子在酸性條件下反應(yīng)生成碘，解釋1：6H⁺+5I^-+IO₃^-═3I₂+3H₂O，也可能是在酸性條件下碘離子被氧氣氧化，解釋2：4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O，也可能是由于碘溶于水發(fā)生類似氯氣和水的反應(yīng)，即溶液中存在平衡：2H⁺+2I^-+IO^-?I₂+H₂O，加入硫酸，氫離子濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成的碘單質(zhì)與淀粉作用變成藍(lán)色，
故答案為：解釋1：6H⁺+5I^-+IO₃^-═3I₂+3H₂O，解釋2：4H⁺+4I^-+O₂═2I₂+2H₂O，解釋3：2H⁺+2I^-+IO^-?I₂+H₂O粉遇碘變藍(lán)色是淀粉的特性；
（4）①測(cè)得溶液的pH≈5，溶液顯酸性，碘離子和氧化銀反應(yīng)，產(chǎn)生的黃色沉淀為碘化銀，反應(yīng)為：2H⁺+2I^-+Ag₂O═2AgI↓+H₂O，
故答案為：2H⁺+2 I^-+Ag₂O═2AgI+H₂O；
②根據(jù)2H⁺+2I^-+Ag₂O═2AgI+H₂O可知，氧化銀的作用是同時(shí)除去碘離子和氫離子，證明上層溶液中存在I^-；沉淀I^-，排除向?yàn)V液中加入稀H₂SO₄后，因I^-被氧化生成I₂的可能，
故答案為：證明上層溶液中存在I^-；沉淀I^-，排除向?yàn)V液中加入稀H₂SO₄后，因I^-被氧化生成I₂的可能；
③濾液中加入硫酸和亞硫酸鈉，然后加入淀粉，溶液變藍(lán)色，說(shuō)明有碘生成，而亞硫酸鈉具有還原性，則推測(cè)濾液中含有的物質(zhì)具有氧化性，其還原產(chǎn)物是碘，可能是次碘酸或碘酸，所以推測(cè)濾液中含有的物質(zhì)（或離子）可能是HIO（或IO^-）、HIO₃（或IO₃^-）、H⁺，
故答案為：HIO（或IO^-）、HIO₃（或IO₃^-）、H⁺；
（5）由于淀粉水解速率較慢，而碘在水中受熱揮發(fā)反應(yīng)較快，因而實(shí)驗(yàn)A中的ⅰ加熱后碘揮發(fā)，部分I₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)，藍(lán)色褪色，而實(shí)驗(yàn)ⅲ中經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，淀粉水解完全，因此藍(lán)色最終褪色，
故答案為：現(xiàn)象�。翰糠諭₂揮發(fā)，部分I₂與H₂O發(fā)生反應(yīng)；現(xiàn)象ⅲ：淀粉完全水解．加熱時(shí)，I₂與H₂O的反應(yīng)速率大于淀粉水解的速率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究碘水的性質(zhì)，注意淀粉遇碘變藍(lán)色是淀粉的特性，掌握碘單質(zhì)以及化合物的化學(xué)性質(zhì)，明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原理，明確題中資料信息是解題根據(jù)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力，題目難度中等．