Question

4．淀粉碘化钾试纸或溶液是实验室中的常用试剂．某中学化学兴趣小组用淀粉碘化钾溶液进行如下实验：

实验编号	1	2	3
实验步骤	取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于空气中，观察现象	取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于氧气中，观察现象	取少量淀粉碘化钾溶液置于试管中，通往足量的氯气，观察现象
实验现象	试纸缓慢变蓝	试纸不变蓝	溶液先变蓝后褪色

针对实验中出现的一些反常现象，需要设计实验进行探究：
（1）提出问题：
①实验1、实验2现象不同，猜想原因最有可能是二氧化碳参与氧气与碘离子的氧化反应；要证明该猜想是正确的，可以将用淀粉碘化钾溶液湿润的滤纸置于混有二氧化碳的氧气中，若滤纸变蓝，证明猜想正确．此过程中发生反应的离子方程式是2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂．
②实验3中溶液蓝色褪去的原因可能是
猜想一：氯气将碘单质氧化
猜想二：氯气将淀粉氧化
猜想三：氯气将碘单质和淀粉都氧化
（2）设计探究方案
要证明实验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，若溶液变蓝色，即可证明．
（3）实验反思
查阅相关材料可知，氯所可将单质碘氧化为HIO₃，酸性条件下，IO₃^-可被SO₃^2-、I^-还原为碘单质．其工业废水中的阴离子可能含有IO₃^-、I^-中的一种或两种，要证明其中含有何种阴离子，你设计的实验方案是取废水少许于试管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液变蓝色证明同时含有I^-、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝，在滴入KI溶液弱溶液变蓝色则证明含、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝证明只含有I^-（写出简单的实验步骤、现象和结论）．发生反应的离子方程式是IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．

Answer 1

分析 实验1：取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于空气中，试纸缓慢变蓝是碘离子被空气中氧气氧化为碘单质，实验2：取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于氧气中，试纸不变蓝说明无碘单质生成，对比实验1、2可知空气中氮气稳定不会影响反应，空气中二氧化碳会影响反应结果；取少量淀粉碘化钾溶液置于试管中，通往足量的氯气，溶液先变蓝后褪色，是因为氯气氧化碘离子生成碘单质，继续通入会氧化碘单质生成碘酸盐；
（1）①对比实验1、2可知空气中氮气稳定不会影响反应，空气中二氧化碳会影响反应结果，要证明该猜想是正确的，可以将用淀粉碘化钾溶液湿润的滤纸置于含二氧化碳的氧气气体中看是否变蓝色检验；
（2）实验3中溶液蓝色褪去的原因可能是猜想一：氯气将碘单质氧化，利用淀粉遇到碘单质变蓝色设计实验验证；
（3）其工业废水中的阴离子可能含有IO₃^-、I^-中的一种或两种，要证明其中含有何种阴离子，可以利用酸性条件下碘酸根离子和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质．

解答 解：实验1：取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于空气中，试纸缓慢变蓝是碘离子被空气中氧气氧化为碘单质，实验2：取一小片滤纸用淀粉碘化钾溶液湿润后，放在表面皿上，置于氧气中，试纸不变蓝说明无碘单质生成，对比实验1、2可知空气中氮气稳定不会影响反应，空气中二氧化碳会影响反应结果；取少量淀粉碘化钾溶液置于试管中，通往足量的氯气，溶液先变蓝后褪色，是因为氯气氧化碘离子生成碘单质，继续通入会氧化碘单质生成碘酸盐；
（1）①对比实验1、2可知空气中氮气稳定不会影响反应，可能原因是空气中二氧化碳会影响反应结果，实验1、实验2现象不同，猜想原因最有可能是：二氧化碳参与氧气与碘离子的氧化反应，要证明该猜想是正确的，可以将用淀粉碘化钾溶液湿润的滤纸置于含二氧化碳的氧气气体中，若滤纸变蓝色，猜想正确，此过程中发生反应的离子方程式是：2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂，
故答案为：二氧化碳参与氧气与碘离子的氧化反应；混有二氧化碳的氧气；滤纸变蓝；2CO₂+O₂+4I^-=2CO₃^2-+2I₂；
（2）实验3中溶液蓝色褪去的原因可能是
猜想一：氯气将碘单质氧化
猜想二：氯气将淀粉氧化
猜想三：氯气将碘单质和淀粉都氧化
要证明实验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，利用淀粉遇到碘单质变蓝色设计实验验证，
故答案为：碘水；溶液变蓝色；
（3）其工业废水中的阴离子可能含有IO₃^-、I^-中的一种或两种，要证明其中含有何种阴离子，可以利用酸性条件下碘酸根离子和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，设计的实验方案是：取废水少许于试管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液变蓝色证明同时含有I^-、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝，在滴入KI溶液弱溶液变蓝色则证明含、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝证明只含有I^-，发生反应的离子方程式为：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案为：取废水少许于试管中，依次加入淀粉溶液和稀硫酸溶液，弱溶液变蓝色证明同时含有I^-、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝，在滴入KI溶液弱溶液变蓝色则证明含、IO₃^-离子，弱溶液不变蓝证明只含有I^-；IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．

点评 本题考查了物质性质的实验验证、物质组成的实验检验方案设计、注意题干信息的分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．