Question

4．淀粉碘化鉀試紙或溶液是實驗室中的常用試劑．某中學(xué)化學(xué)興趣小組用淀粉碘化鉀溶液進(jìn)行如下實驗：

實驗編號	1	2	3
實驗步驟	取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于空氣中，觀察現(xiàn)象	取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于氧氣中，觀察現(xiàn)象	取少量淀粉碘化鉀溶液置于試管中，通往足量的氯氣，觀察現(xiàn)象
實驗現(xiàn)象	試紙緩慢變藍(lán)	試紙不變藍(lán)	溶液先變藍(lán)后褪色

針對實驗中出現(xiàn)的一些反常現(xiàn)象，需要設(shè)計實驗進(jìn)行探究：
（1）提出問題：
①實驗1、實驗2現(xiàn)象不同，猜想原因最有可能是二氧化碳參與氧氣與碘離子的氧化反應(yīng)；要證明該猜想是正確的，可以將用淀粉碘化鉀溶液濕潤的濾紙置于混有二氧化碳的氧氣中，若濾紙變藍(lán)，證明猜想正確．此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂．
②實驗3中溶液藍(lán)色褪去的原因可能是
猜想一：氯氣將碘單質(zhì)氧化
猜想二：氯氣將淀粉氧化
猜想三：氯氣將碘單質(zhì)和淀粉都氧化
（2）設(shè)計探究方案
要證明實驗3褪色的原因是猜想一所致，可向褪色后的溶液中滴加少量碘水，若溶液變藍(lán)色，即可證明．
（3）實驗反思
查閱相關(guān)材料可知，氯所可將單質(zhì)碘氧化為HIO₃，酸性條件下，IO₃^-可被SO₃^2-、I^-還原為碘單質(zhì)．其工業(yè)廢水中的陰離子可能含有IO₃^-、I^-中的一種或兩種，要證明其中含有何種陰離子，你設(shè)計的實驗方案是取廢水少許于試管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液變藍(lán)色證明同時含有I^-、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)，在滴入KI溶液弱溶液變藍(lán)色則證明含、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)證明只含有I^-（寫出簡單的實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．

Answer 1

分析 實驗1：取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于空氣中，試紙緩慢變藍(lán)是碘離子被空氣中氧氣氧化為碘單質(zhì)，實驗2：取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于氧氣中，試紙不變藍(lán)說明無碘單質(zhì)生成，對比實驗1、2可知空氣中氮?dú)夥�(wěn)定不會影響反應(yīng)，空氣中二氧化碳會影響反應(yīng)結(jié)果；取少量淀粉碘化鉀溶液置于試管中，通往足量的氯氣，溶液先變藍(lán)后褪色，是因為氯氣氧化碘離子生成碘單質(zhì)，繼續(xù)通入會氧化碘單質(zhì)生成碘酸鹽；
（1）①對比實驗1、2可知空氣中氮?dú)夥�(wěn)定不會影響反應(yīng)，空氣中二氧化碳會影響反應(yīng)結(jié)果，要證明該猜想是正確的，可以將用淀粉碘化鉀溶液濕潤的濾紙置于含二氧化碳的氧氣氣體中看是否變藍(lán)色檢驗；
（2）實驗3中溶液藍(lán)色褪去的原因可能是猜想一：氯氣將碘單質(zhì)氧化，利用淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)色設(shè)計實驗驗證；
（3）其工業(yè)廢水中的陰離子可能含有IO₃^-、I^-中的一種或兩種，要證明其中含有何種陰離子，可以利用酸性條件下碘酸根離子和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)．

解答 解：實驗1：取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于空氣中，試紙緩慢變藍(lán)是碘離子被空氣中氧氣氧化為碘單質(zhì)，實驗2：取一小片濾紙用淀粉碘化鉀溶液濕潤后，放在表面皿上，置于氧氣中，試紙不變藍(lán)說明無碘單質(zhì)生成，對比實驗1、2可知空氣中氮?dú)夥�(wěn)定不會影響反應(yīng)，空氣中二氧化碳會影響反應(yīng)結(jié)果；取少量淀粉碘化鉀溶液置于試管中，通往足量的氯氣，溶液先變藍(lán)后褪色，是因為氯氣氧化碘離子生成碘單質(zhì)，繼續(xù)通入會氧化碘單質(zhì)生成碘酸鹽；
（1）①對比實驗1、2可知空氣中氮?dú)夥�(wěn)定不會影響反應(yīng)，可能原因是空氣中二氧化碳會影響反應(yīng)結(jié)果，實驗1、實驗2現(xiàn)象不同，猜想原因最有可能是：二氧化碳參與氧氣與碘離子的氧化反應(yīng)，要證明該猜想是正確的，可以將用淀粉碘化鉀溶液濕潤的濾紙置于含二氧化碳的氧氣氣體中，若濾紙變藍(lán)色，猜想正確，此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂，
故答案為：二氧化碳參與氧氣與碘離子的氧化反應(yīng)；混有二氧化碳的氧氣；濾紙變藍(lán)；2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂；
（2）實驗3中溶液藍(lán)色褪去的原因可能是
猜想一：氯氣將碘單質(zhì)氧化
猜想二：氯氣將淀粉氧化
猜想三：氯氣將碘單質(zhì)和淀粉都氧化
要證明實驗3褪色的原因是猜想一所致，可向褪色后的溶液中滴加少量碘水，利用淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)色設(shè)計實驗驗證，
故答案為：碘水；溶液變藍(lán)色；
（3）其工業(yè)廢水中的陰離子可能含有IO₃^-、I^-中的一種或兩種，要證明其中含有何種陰離子，可以利用酸性條件下碘酸根離子和碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)，設(shè)計的實驗方案是：取廢水少許于試管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液變藍(lán)色證明同時含有I^-、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)，在滴入KI溶液弱溶液變藍(lán)色則證明含、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)證明只含有I^-，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：取廢水少許于試管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液變藍(lán)色證明同時含有I^-、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)，在滴入KI溶液弱溶液變藍(lán)色則證明含、IO₃^-離子，弱溶液不變藍(lán)證明只含有I^-；IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證、物質(zhì)組成的實驗檢驗方案設(shè)計、注意題干信息的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．