题目内容
【题目】用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用:
H2O2+I-=H2O+IO-;H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。总反应的化学方程式是________________。
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,②无KI加入。下列判断正确的是___________(填字母)。
a. 加入KI后改变了反应的路径
b. 加入KI后改变了总反应的能量变化
c. H2O2+I-=H2O+IO-是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. ________。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是_____________。
(4)资料4:I-(aq)+I2(aq)I3-(aq) K=640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒 | I- | I2 | I3- |
浓度/(mol·L-1) | 2.5×10-3 | a | 4.0×10-3 |
①a=__________。
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是________________。
【答案】2H2O22H2O+O2↑ a 下层溶液呈紫红色 在水溶液中I2的浓度降低 A试管中产生气泡明显变少;B试管中产生气泡速率没有明显减小
2c(I2)+c(I-)+3c(I3-)<0.033mol·L-1
【解析】
(1)H2O2+I-=H2O+IO-,H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-,把两式加和,即可得到总反应的化学方程式。
(2)a. 加入KI后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a正确;
b. 加入KI后,反应物和生成物的能量都没有改变,b不正确;
c. 由图中可知,H2O2+I-=H2O+IO-是吸热反应,c不正确。
(3)①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. 在水溶液中I2的浓度降低。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。
(4)① ,由此可求出a。
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是原来溶液中c(I-)=,求出I-,I2,I3-中所含I的浓度和,二者比较便可得到结论。
(1)H2O2+I-=H2O+IO-,H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-,把两式加和,即可得到总反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。答案为:2H2O2
2H2O+O2↑;
(2)a. 加入KI后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a正确;
b. 加入KI后,反应物和生成物的能量都没有改变,b不正确;
c. 由图中可知,H2O2+I-=H2O+IO-的反应物总能量小于生成物总能量,所以该反应是吸热反应,c不正确。答案为:a;
(3)①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I2生成。答案为:下层溶液呈紫红色;
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. 在水溶液中I2的浓度降低。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。答案为:在水溶液中I2的浓度降低;A试管中产生气泡明显变少,B试管中产生气泡速率没有明显减小;
(4)① ,由此可求出a=2.5×10-3mol/L。答案为:2.5×10-3;
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是原来溶液中,c(I-)=;现在溶液中,I-,I2,I3-中所含I的浓度和为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,说明产物中还有含碘微粒。答案为:2c(I2)+c(I-)+3c(I3-)<0.033mol·L-1。
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