Question

【題目】某小組以4H＋＋4I－＋O2＝2I2＋2H2O為研究對象，探究影響氧化還原反應因素。

實驗	氣體a	編號及現象
	HCl	Ⅰ.溶液迅速呈黃色
	SO2	Ⅱ.溶液較快呈亮黃色
	CO2	Ⅲ.長時間后，溶液呈很淺的黃色
	空氣	Ⅳ.長時間后，溶液無明顯變化

（1）實驗Ⅳ的作用是______________。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液，萃取后下層CCl4的顏色均無明顯變化。

（2）取萃取后上層溶液，用淀粉檢驗：Ⅰ、Ⅲ的溶液變藍；Ⅱ、Ⅳ的溶液未變藍。溶液變藍說明Ⅰ、Ⅲ中生成了______________。

（3）查閱資料：I2易溶于KI溶液。下列實驗證實了該結論并解釋Ⅰ、Ⅲ的萃取現象。

現象x是______________。

（4）針對Ⅱ中溶液未檢出I2的原因，提出三種假設：

假設1：溶液中c（H＋）較小。小組同學認為此假設不成立，依據是______________。

假設2：O2只氧化了SO2，化學方程式是______________。

假設3：I2不能在此溶液中存在。

（5）設計下列實驗，驗證了假設3，并繼續探究影響氧化還原反應的因素。

i.取Ⅱ中亮黃色溶液，滴入品紅，紅色褪去。

ii.取Ⅱ中亮黃色溶液，加熱，黃色褪去，經品紅檢驗無SO2。加入酸化的AgNO3溶液，產生大量AgI沉淀，長時間靜置，沉淀無明顯變化。

iii.取Ⅱ中亮黃色溶液，控制一定電壓和時間進行電解，結果如下。

電解時間/min	溶液	陽極	陰極
t1	黃色變淺、有少量SO42－	檢出I2，振蕩后消失	H2
	溶液無色、有大量SO42－	檢出I2，振蕩后消失	H2

結合化學反應，解釋上表中的現象：______________。

（6）綜合實驗證據說明影響I－被氧化的因素及對應關系______________。

Answer 1

【答案】對照組，證明只有O2時很難氧化I－ I2 上層黃色，下層無色 假設1：SO2在水中的溶解度比CO2大，且H2SO3的酸性強于H2CO3，因此溶液酸性更強 假設2：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4 陽極發生2I－－2e－＝I2，生成的I2與溶液中的SO2發生反應：SO2＋I2＋2H2O＝H2SO4＋2HI，以上過程循環進行，SO2減少，SO增多 通過Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，說明c（H＋）越大，I－越易被氧化；在酸性條件下，KI比Agl易氧化，說明c（I－）越大（或指出與碘離子的存在形式有關亦可），越易被氧化；與反應條件有關，相同條件下，電解時檢出I2，未電解時未檢出I2。（其他分析合理給分）

【解析】

(1)對比實驗I、Ⅲ，溶液酸性不同，酸性越強溶液變黃色需要時間越短，說明酸性越強反應越強，實驗Ⅳ做對比實驗，證明只有O2很難氧化I-；

(2)淀粉遇碘單質變藍色；

(3)四氯化碳中的碘單質溶解在KI溶液中，溶液與四氯化碳不互溶，且溶液密度比四氯化碳的小；

(4)假設1：實驗Ⅲ中產生碘單質，二氧化硫在水中溶解度比二氧化碳的大，且亞硫酸的酸性比碳酸的強；假設2：在溶液中氧氣將二氧化硫氧化生成硫酸；

(5)ⅲ．陽極中I-被氧化為I2，再與溶液中二氧化硫反應生成硫酸與HI，反應循環進行；

(6)對比實驗I、Ⅲ、Ⅳ可知，反應與氫離子濃度有關；對比(5)中實驗ii，可知酸性條件下，KI比AgI更容易氧化；由(5)中iii可知，相同條件下，與反應條件有關，電解時檢出碘單質，未電解時沒有檢出碘單質。

(1)對比實驗I、Ⅲ，溶液酸性不同，酸性越強溶液變黃色需要時間越短，說明酸性越強反應越強，實驗Ⅳ做對比實驗，證明只有O2很難氧化I-；

(2)淀粉遇碘單質變藍色，溶液變藍說明I、Ⅲ中生成了I2；

(3)四氯化碳中的碘單質溶解在KI溶液中，溶液與四氯化碳不互溶，且溶液密度比四氯化碳的小，X中現象為：溶液分層，下層為無色有機層，上層為水溶液層，呈黃色；

(4)假設1：實驗Ⅲ中產生碘單質，二氧化硫在水中溶解度比二氧化碳的大，且亞硫酸的酸性比碳酸的強，溶液酸性更強，故實驗II中溶液未檢出I2，不是溶液中c(H+)較小所致；假設2：在溶液中氧氣將二氧化硫氧化生成硫酸，反應方程式為：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；

(5)ⅲ．陽極發生反應：2I--2e-=I2，生成的I2與溶液中SO2發生反應：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，上述反應循環進行，SO2減少，SO42-增加；

(6)對比實驗I、Ⅲ、Ⅳ可知，c(H+)越大，I-越容易被氧化。對比(5)中實驗ii，可知酸性條件下，KI比AgI更容易氧化，即c(I-)越大，越容易被氧化。由(5)中iii可知，相同條件下，與反應條件有關，電解時檢出碘單質，未電解時沒有檢出碘單質。